evaluación de huella hídrica en la producción de un

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Universidad de La Salle Universidad de La Salle Ciencia Unisalle Ciencia Unisalle Ingeniería Ambiental y Sanitaria Facultad de Ingeniería 2015 Evaluación de huella hídrica en la producción de un cultivo de Evaluación de huella hídrica en la producción de un cultivo de papa R12 ubicado en el municipio El Rosal Cundinamarca papa R12 ubicado en el municipio El Rosal Cundinamarca Verónica Victoria Amézquita Bonilla Universidad de La Salle, Bogotá Daniel Fernando Motta López Universidad de La Salle, Bogotá Follow this and additional works at: https://ciencia.lasalle.edu.co/ing_ambiental_sanitaria Part of the Environmental Engineering Commons Citación recomendada Citación recomendada Amézquita Bonilla, V. V., & Motta López, D. F. (2015). Evaluación de huella hídrica en la producción de un cultivo de papa R12 ubicado en el municipio El Rosal Cundinamarca. Retrieved from https://ciencia.lasalle.edu.co/ing_ambiental_sanitaria/315 This Trabajo de grado - Pregrado is brought to you for free and open access by the Facultad de Ingeniería at Ciencia Unisalle. It has been accepted for inclusion in Ingeniería Ambiental y Sanitaria by an authorized administrator of Ciencia Unisalle. For more information, please contact [email protected].

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Page 1: Evaluación de huella hídrica en la producción de un

Universidad de La Salle Universidad de La Salle

Ciencia Unisalle Ciencia Unisalle

Ingeniería Ambiental y Sanitaria Facultad de Ingeniería

2015

Evaluación de huella hídrica en la producción de un cultivo de Evaluación de huella hídrica en la producción de un cultivo de

papa R12 ubicado en el municipio El Rosal Cundinamarca papa R12 ubicado en el municipio El Rosal Cundinamarca

Verónica Victoria Amézquita Bonilla Universidad de La Salle, Bogotá

Daniel Fernando Motta López Universidad de La Salle, Bogotá

Follow this and additional works at: https://ciencia.lasalle.edu.co/ing_ambiental_sanitaria

Part of the Environmental Engineering Commons

Citación recomendada Citación recomendada Amézquita Bonilla, V. V., & Motta López, D. F. (2015). Evaluación de huella hídrica en la producción de un cultivo de papa R12 ubicado en el municipio El Rosal Cundinamarca. Retrieved from https://ciencia.lasalle.edu.co/ing_ambiental_sanitaria/315

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Page 2: Evaluación de huella hídrica en la producción de un

1

Evaluación de huella hídrica en la producción de un cultivo de papa R12

ubicado en el municipio El Rosal Cundinamarca

Verónica Victoria Amézquita Bonilla

Daniel Fernando Motta López

Universidad de la Salle

Facultad de ingeniería

Programa de ingeniería ambiental y sanitaria

Bogotá D.C

2015

Page 3: Evaluación de huella hídrica en la producción de un

2

Evaluación de huella hídrica en la producción de un cultivo de papa R12

ubicado en el municipio El Rosal Cundinamarca

Verónica Victoria Amézquita Bonilla

Daniel Fernando Motta López

Trabajo de grado para optar al título de ingeniero ambiental y sanitario

Director

Jesús Alfonso Torres Ortega

Ingeniero químico

Universidad de la Salle

Facultad de ingeniería

Programa de ingeniería ambiental y sanitaria

Bogotá D.C.

2015

Page 4: Evaluación de huella hídrica en la producción de un

3

Nota de aceptación

____________________________

____________________________

____________________________

___________________________

Ingeniero Jesús Alfonso Torres Ortega

DIRECTOR

___________________________

Ingeniero Leonardo Calle

JURADO 1

__________________________

Ingeniero Oscar Fernando Contento Rubio

JURADO 2

Bogotá D.C.

2015

Page 5: Evaluación de huella hídrica en la producción de un

4

Dedicatoria

Dios, tú has sido mi mayor inspiración, razón por la cual hoy he podido terminar este proyecto,

pues has iluminado mi vida con tu preciosa sangre y presencia en todo lugar y momento. Por este

motivo quiero dedicarte especialmente este gran logro, solo tú sabes lo que significa para mí y

cuanto luche por alcanzarlo. Hoy pongo en tus manos los nuevos caminos que se abren paso en

mi vida. Gracias por brindarme tu inmenso amor que es reflejo de las bendiciones que recibo día

a día.

A mi abuelito Lubin, que Dios lo tiene en su gloria, porque le prometí alcanzar esta meta y he

cumplido mi promesa, y aunque me entristece que hoy no pueda ver mi rostro de alegría, sé que

desde el cielo está feliz, porque su nieta mayor logro uno de sus tan anhelados sueños. Te amo

abuelito. A mis otros abuelitos, Laura, Leonor y Carlos por su constante dedicación, apoyo y amor.

Han sido los mejores abuelitos del mundo.

Por supuesto a mis padres que han sido unos trabajadores incansables, pues este proyecto no sería

posible sin el gran esfuerzo que han hecho día a día por educar a sus hijos con amor y respeto.

Los amo con todo mi corazón y les agradezco cada una de las enseñanzas que me han brindado,

su amor, dedicación, esfuerzo, paciencia y generosidad. Y la más valiosa de las razones por darme

la vida y mostrarme que los grandes esfuerzos traen consigo grandes satisfacciones.

A mi hermano, por ser mi confidente y amigo. Y acompañarme hasta altas horas de la noche

mientras realizaba mis proyectos de vida.

Por último, quiero agradecerle a Daniel Motta, mi amigo, compañero de estudios y de vida, por el

apoyo que nos brindamos mutuamente en los diferentes escenarios que hemos compartido y porque

finalmente hoy vemos el resultado del esfuerzo, dedicación y disciplina.

Verónica Amézquita Bonilla

Page 6: Evaluación de huella hídrica en la producción de un

5

Primero a Dios, por brindarme la oportunidad de estudiar esta grandiosa carrera y permitirme

culminarla de la mejor manera posible, a pesar de los sinnúmero de obstáculos que se me

presentaron en el camino, pero que siempre me llenaste de paciencia y sabiduría para poder

solucionar las adversidades. Hoy digo con orgullo, gracias a ti he alcanzado este gran logro tan

importante para mi vida. Bendice este nuevo camino profesional que comienzo.

Indudablemente a mis padres que me brindaron su confianza y oportunidad para que yo estudiara

fuera de mi ciudad y que hoy gracias a Dios, he sabido retribuirles alcanzando mi título de

ingeniero ambiental y sanitario. Eternamente agradecido por la educación que me han dado desde

pequeño, porque gracias a esto soy lo soy como persona, por el amor y todo el apoyo incondicional

que he tenido durante el trascurso no solo de mi carrera sino que también de mi vida, gracias padres

por su lucha y entrega. Gracias por ser unos excelentes padres.

Por supuesto a mi hermano, por ser ese hermano mayor que durante mi carrera me aconsejaba y

que siempre quiere lo mejor para mí, por todo su apoyo y compañía.

Gracias infinitas a mi abuelita Nieves por su amor, consejos, apoyo y oraciones, a mi abuelito

Alfredo y a cada uno de los miembros de mi familia MOTTA Y LOPEZ porque también fueron

participes para que yo lograra alcanzar este sueño. Gracias.

Finalmente expresar mis sinceros agradecimientos a mi compañera de vida, de estudio y amiga

Verónica Amézquita, por todo el esfuerzo, apoyo, paciencia, lucha y entrega en cada uno de los

retos que nos enfrentamos en el transcurso de la carrera y que hoy recibimos con alegría el logro

de poder graduarnos. Porque un día lo soñamos, durante mucho tiempo lo construimos y hoy lo

hemos hecho realidad.

Daniel Fernando Motta López

Page 7: Evaluación de huella hídrica en la producción de un

6

Agradecimientos

Principalmente a Dios por que ha sido la luz que nos ha guiado en cada uno de los pasos y

decisiones que hemos elegido, brindándonos infinidad de oportunidades a lo largo de nuestra vida

y aliento en los momentos difíciles. Enseñándonos día a día a comprender la vida, amando cada

uno de los instantes y situaciones que se nos presenta, pues cada uno de ellos tiene un sentido para

fortalecernos y probar nuestra confianza en él.

A nuestras familias, y especialmente a nuestros padres por cada uno de los sacrificios que han

hecho para brindarnos una excelente educación y formación como personas. Ellos han sido nuestra

motivación en cada uno de los momentos de nuestra vida universitaria, porque gracias a sus

esfuerzos hemos logrado nuestras metas y sueños; además de encaminar nuestras vidas para tener

presente en nuestro ser que lo más importante es servirles a los demás, tal como Dios nos enseñó.

A nuestro director de tesis, Jesús Torres por su apoyo a lo largo del proceso de construcción del

proyecto.

A todos los profesores de la universidad que durante nuestra carrera nos orientaron en nuestra

formación, especialmente al Ingeniero Oscar Contento, Julio Cesar Ramírez, y Leonardo Calle,

por su asesoría en los diversos espacios académicos.

Finalmente, a Mario Espitia dueño y encargado del cultivo por permitirnos realizar nuestro

proyecto de grado en la hacienda Kalá y suministrarnos información importante para la elaboración

del documento.

Page 8: Evaluación de huella hídrica en la producción de un

7

TABLA DE CONTENIDO Resumen ..................................................................................................................................................... 11

Abstract ....................................................................................................................................................... 12

1. Introducción ............................................................................................................................................ 13

2. Antecedentes .......................................................................................................................................... 14

3. Descripción y formulación del problema ................................................................................................ 18

3.1 Descripción del problema ................................................................................................................. 18

3.2 Formulación del problema ................................................................................................................ 18

4. Objetivos ................................................................................................................................................. 18

4.1 General ............................................................................................................................................. 18

4.2 Específicos ......................................................................................................................................... 19

5. Marco conceptual ................................................................................................................................... 19

6. Marco legal.............................................................................................................................................. 20

Fuente: Autores .......................................................................................................................................... 23

7. Marco teórico .......................................................................................................................................... 23

7.1 Huella hídrica .................................................................................................................................... 23

7.1.1 Huella hídrica verde ................................................................................................................... 24

7.1.2 Huella hídrica azul .......................................................................................................................... 24

7.1.3 Huella hídrica gris ....................................................................................................................... 24

7.2 Variables importantes para el cálculo de los componentes de la huella hídrica total del cultivo de

papa R12. ................................................................................................................................................ 25

7.2.1 Huella hídrica azul ...................................................................................................................... 25

Fuente: Autores .......................................................................................................................................... 25

7.2.2 Huella hídrica verde ................................................................................................................... 26

Fuente: Autores .......................................................................................................................................... 26

7.2.3 Huella hídrica gris ....................................................................................................................... 26

Fuente: Autores .......................................................................................................................................... 27

7.3 Modelo Cropwat 8.0 ......................................................................................................................... 27

7.3.1 Información climatológica ......................................................................................................... 27

7.3.2 Información del suelo ................................................................................................................ 29

7.3.3 Datos Característicos del cultivo ................................................................................................ 30

7.3.4 Riego por aspersión ................................................................................................................... 33

Page 9: Evaluación de huella hídrica en la producción de un

8

8. Metodología ............................................................................................................................................ 34

9. Generalidades del cultivo de papa R12 en la hacienda Kalá................................................................... 37

9.1 Ubicación del área de estudio ........................................................................................................... 37

9.1.1 Sitio de estudio .......................................................................................................................... 37

9.2. Requerimientos del cultivo de papa .................................................................................................... 38

9.2.1 Requerimientos Nutricionales ................................................................................................... 38

9.2.2 Requerimientos de riego ............................................................................................................ 40

9.2.3 Requerimiento edáfico .............................................................................................................. 40

10. Etapas y procesos del crecimiento de la papa R12 .............................................................................. 41

11. Diagnóstico actual del consumo de agua en el cultivo ......................................................................... 46

11.1 Distribución de agua desde el reservorio hasta la zona de cultivo ................................................ 46

11.2 Sistema de riego por aspersión y consumo de agua en el cultivo .................................................. 47

11.3. Productos químicos empleados en el proceso productivo ............................................................ 48

12. Cuantificación de la huella hídrica del cultivo de papa R12 de la finca Kalá mediante la modelación en

el programa Cropwat ................................................................................................................................. 48

12.1 Estimación de la huella hídrica ....................................................................................................... 48

12.2 Cuantificación huella hídrica azul ................................................................................................... 49

12.3 Cuantificación huella hídrica verde ................................................................................................. 50

12.3.1 Precipitación efectiva ............................................................................................................... 50

12.4 Cuantificación huella hídrica gris .................................................................................................... 51

12.5 Huella hídrica total ......................................................................................................................... 53

13. Análisis de resultados ........................................................................................................................... 54

13.1 Huella hídrica azul ........................................................................................................................... 55

13.2 Huella hídrica verde ........................................................................................................................ 55

13.3 Huella hídrica gris ............................................................................................................................ 57

14. Formulación de alternativas ................................................................................................................. 59

15. Conclusiones ......................................................................................................................................... 61

16. Recomendaciones ................................................................................................................................. 62

Referencias .................................................................................................................................................. 63

Anexo 1: memoria de cálculo huella hídrica azul y verde .......................................................................... 66

Anexo 2: caracterización textural del suelo ................................................................................................ 68

Anexo 3: memoria de cálculo huella gris .................................................................................................... 72

Page 10: Evaluación de huella hídrica en la producción de un

9

Anexo 5 registro fotográfico ....................................................................................................................... 74

LISTA DE TABLAS

Tabla 1. Variables huella hídrica azul ......................................................................................................... 25

Tabla 2.Variables huella hídrica verde ........................................................................................................ 26

Tabla 3. Variables huella hídrica gris .......................................................................................................... 26

Tabla 4. Valores promedios mensuales de temperatura máxima y mínima, humedad relativa (%) y

velocidad del viento. municipio El Rosal-Año 2014 .................................................................................... 28

Tabla 5. Precipitación total mensual (mm) municipio el Rosal-año 2014 .................................................. 28

Tabla 6. Valores promedios mensuales de insolación (h), municipio El Rosal-Año 2014 .......................... 29

Tabla 7. Duración en días de cada etapa de crecimiento para el cultivo de papa R12 .............................. 31

Tabla 8. Valores del coeficiente único (promedio temporal) del cultivo, Kc y alturas medias máximas de

las plantas ................................................................................................................................................... 31

Tabla 9. Rendimiento del cultivo de papa R12 ........................................................................................... 32

Tabla 10. Requerimientos nutricionales para el cultivo de papa .............................................................. 40

Tabla 11. Enfermedades, plagas e insectos que atacan al cultivo de papa R12 en la hacienda Kalá ......... 43

Tabla 12. Productos químicos aplicados .................................................................................................... 48

Tabla 13.Tasa de aplicación de los elementos del fertilizante 10-20-20 ................................................... 52

Tabla 14. Registros de precipitación y precipitación efectiva 2014 ........................................................... 56

Tabla 15. Resistencia de la muestra vs clasificación textural ..................................................................... 70

TABLA DE ECUACIONES

Ecuación 1 Ecuación de caudal ................................................................................................................... 47

Ecuación 2 Volumen de riego ..................................................................................................................... 48

Ecuación 3 Cálculo huella hídrica azul ........................................................................................................ 49

Ecuación 4 Cálculo huella hídrica verde ...................................................................................................... 50

Ecuación 5 Cálculo de la Huella Hídrica gris ................................................................................................ 51

TABLA DE IMAGENES

Imagen 1 Ubicación espacial del cultivo de papa R12 ................................................................................ 38

Imagen 2 Limpieza y arado del terreno ...................................................................................................... 41

Imagen 3 A) Recolección de la cosecha B) Amarillamiento de la parte aérea de la planta. ....................... 45

Imagen 4 Motobomba IHN 100/400 y reservorio ...................................................................................... 46

Imagen 5 Procedimiento de muestreo de suelo ......................................................................................... 68

Imagen 6. Recolección de muestra ............................................................................................................. 68

Imagen 7 Resultado de la cohesión de Bola ............................................................................................. 69

Imagen 8 Desmenuzamiento dela muestra .................................................................................................. 70

Page 11: Evaluación de huella hídrica en la producción de un

10

TABLA DE GRÁFICOS

Grafico 1 % Huella hídrica total .................................................................................................................. 53

Grafico 2 Valores de Temperatura máxima y mínima ................................................................................ 54

Gráfico 3 Registros de precipitación y precipitación efectiva..................................................................... 56

Gráfico 4 Contraste HH en la producción de papa en Argentina vs HH en el Rosal .................................. 58

TABLA DE ILUSTRACIONES

Ilustración 1. Partes básicas de un equipo de riego por aspersión ............................................................ 34

Ilustración 2. Metodología para la evaluación de la huella hídrica en el cultivo de papa R12 ................... 35

Ilustración 3 Etapas de desarrollo de la papa R12 ...................................................................................... 42

Ilustración 4. Sistema de Riego por goteo sectorizado ............................................................................... 60

Page 12: Evaluación de huella hídrica en la producción de un

11

Resumen

El presente estudio aborda la temática del cálculo de la huella hídrica en la producción agrícola,

específicamente en un cultivo de papa R12 (Diacol capiro), ubicado en el municipio de El Rosal

Cundinamarca. Para ello se empleó una metodología por fases, la cual comprende de 4 fases;

diagnóstico del estado actual del uso del agua en el cultivo, cuantificación de la huella hídrica,

análisis de resultados y formulación de alternativas. En la fase de diagnóstico se recopilo

información que permitió el desarrollo del proceso de cálculo de la huella hídrica, además de ello

se utilizó como herramienta información climatológica de la estación de El Rosal y el programa

Cropwat 8.0 para el desarrollo de la fase 3 y 4.

Una vez realizados los respectivos cálculos se obtuvo que el valor de la huella hídrica total para la

producción de papa R12 del periodo comprendido entre Julio a Noviembre del 2014 fue de 400.42

m3/ton. Siendo el componente gris el que tuvo el mayor impacto sobre la huella hídrica total con

un valor de 190.99 m3/ton, seguido del componente verde y el azul, con valores de 176.63 m3/ton

y 32.80 m3/ton respectivamente.

Con los datos obtenidos y mencionados anteriormente se hizo una comparación con el estudio

“Analysis of water footprint of potato production in the pampean region of Argentina”, en donde

se encontró la similitud de los valores del componente gris y verde. Se debe resaltar que en ambos

estudios el valor del componente gris de la huella está asociado con el alto requerimiento

nutricional de la planta de papa, lo cual está generando un volumen de agua significativo para

asimilarla carga contaminante generada por el uso de fertilizantes.

Palabras clave: Papa R12, huella hídrica y fertilizante.

Page 13: Evaluación de huella hídrica en la producción de un

12

Abstract

This study´s aim is calculating the water footprint in agricultural production, specifically in a

potato crop R12 (Diacol Capiro) located in the town of El Rosal Cundinamarca. For this phased

methodology used, which comprises 4 phases; diagnosis of the current state of water use in

farming, water footprint quantification, analysis of results and formulation of alternatives. In the

diagnostic phase information that allowed the development of the process of calculating the water

footprint, it also was used as a tool of weather information station and the El Rosal 8.0 CROPWAT

program for the development of Phase 3 and 4 are compiled.

Once the respective calculations was obtained that the value of the total water footprint for potato

production R12 of the period between July to November 2014 was 400.42 m3 / ton. As the gray

component that had the greatest impact on the overall water footprint with a value of 190.99 m3/

ton, followed by green and blue component , with values of 176.63 m3 / t and 32.80 m3 / t

respectively.

With the data obtained and above a comparison was made with the “Analysis of water footprint of

potato production in the pampean region of Argentina “study, where the similarity of the values

of gray and green component was found. It should be noted that in both studies the value of the

gray component footprint is associated with high nutritional requirement of the potato plant, which

is generating a significant volume of water to assimilate pollution load generated by the use of

fertilizers

Keywords: R12 potatoe, water footprint and fertilizer

Page 14: Evaluación de huella hídrica en la producción de un

13

1. Introducción

La agricultura es considerada una de las actividades principales en la economía de los países en

desarrollo (Fao). Sin embargo, es un eje central a nivel mundial, a causa de la fuerte dependencia

que existe entre la producción de alimentos vs la necesidad alimentaria de los seres humanos para

su subsistencia. Es por ello, que es un proceso esencial no solo de carácter económico sino que

también encierra el ámbito social y cultural. A nivel social, las familias campesinas son el cimiento

del sector agrícola, permitiendo que su labor de trabajar la tierra beneficie a millones de personas,

así mismo los beneficiarios de este arduo trabajo son las distintas familias que conforman las

sociedades, y que día a día satisfacen su necesidad de alimento. Culturalmente, hablando la

gastronomía que se presenta en cada una de las sociedades y/o países marcan la identidad de los

habitantes, pues a partir de lo que su entorno les brinda, se forja diversas manifestaciones culturales

entre ellos la danza y festividades alusivas a los productos alimenticios que la tierra les brinda.

El agua en la agricultura es como la agricultura para la humanidad, sin agua no existiría producción

de alimentos y probablemente no se supliría fácilmente la necesidad alimentaria. Además de ello,

la actividad agrícola es la que mayor volumen de agua consume (Heraldo.co, 2015). Como

reafirma las Naciones Unidas, al expresar que la actividad del riego representa el 70% de las

extracciones de este recurso. El panorama en Colombia según el documento sobre el Estudio

nacional del agua 2014 publicado por el IDEAM, muestra que la demanda hídrica nacional es de

35.987 millones de m³, de los cuales, el sector agrícola demanda 16.760,33 millones de m³

equivalentes al 46,6% del total del volumen de agua que se utiliza en el país, siendo este el sector

con mayor demanda. Este volumen de agua es destinado y distribuido para el sostenimiento de los

diversos cultivos que se desarrollan a lo largo del país. Además en términos de huella hídrica total,

la producción de papa como cultivo transitorio es uno de los que mayor valor obtiene (627 Millones

de m³). Siendo este uno de los productos que tiene gran acogida en la dieta diaria de los

colombianos, Según el presidente de FEDEPAPA, Agusto del Valle, el consumo per cápita de este

producto es de 62 Kilos, siendo uno de los alimentos más consumidos en el país. (Valle, 2006)

Su producción se concentra en cuatro regiones principales; Cundinamarca, Boyacá, Antioquia y

Nariño. Siendo Cundinamarca la región que tuvo mayor participación en la producción nacional

Page 15: Evaluación de huella hídrica en la producción de un

14

de la papa en el año 2009 (Superintendencia de industria y comercio) con 37,4%, seguida de

Boyacá con 26,26%, Nariño 17,3% y Antioquia 6,53%.

Considerado que Cundinamarca encabeza la lista de productores de papa, se procedió a realizar

el presente proyecto, cuyo enfoque principal es la evaluación del consumo de agua que se requiere

en la producción de papa R12, en un cultivo ubicado en el Rosal municipio perteneciente a la

jurisdicción de este departamento. Siendo este una base para emprender futuros estudios que

permitan darle una mirada distinta a procesos de gestión del recurso destinado para el riego y que

las alternativas resultado del proceso de construcción de este proyecto contribuyan a mejorar el

uso del agua del cultivo objeto de estudio.

2. Antecedentes

Al realizar la búsqueda de información sobre la temática de huella hídrica en sistemas de

producción agrícola, se recopiló estudios a nivel internacional y nacional, los cuales desarrollan

información relevante que permiten contextualizar el presente proyecto, con el fin de estructurarlo

a partir de los resultados obtenidos de dichos estudios.

A nivel internacional, se destaca un reporte realizado en China llamado “China Ecological

Footprint Report 2012” el cual muestra que aproximadamente el 60% de la huella hídrica gris (ver

definición en marco conceptual) reportada en este país está asociada a actividades agrícolas, lo

cual indica el fuerte impacto que ocasiona la agricultura en la contaminación y calidad de las

aguas. Para ello los autores (WWF CHINA, 2012) representan mediante un diagrama de torta los

porcentajes de huella hídrica en sus tres componentes (verde, azul y gris) con valores del 45%,

29% y 26% respectivamente, y la influencia de actividades como industria, hogares y agricultura,

esto con el fin de hacer una comparación y establecer que componente era el más influyente en el

valor de la huella hídrica total de China, que en el 2009 tenía un valor aproximado de 1,12 trillones

de m3 .

Otro de los estudios internacionales consultados se desarrolla en España, exactamente en

cercanías al Parque Nacional de Doñana. En el estudio denominado “Linking water footprint

accounting with irrigation management in high value crops” los autores (Morillo, Rodriguez,

Page 16: Evaluación de huella hídrica en la producción de un

15

Camacho, & Montesinos , 2014) plantean la evaluación conjunta de los indicadores de huella

hídrica de los cultivos y de gestión del riego como una herramienta para identificar los puntos

críticos de los sistemas agrícolas. Para ello seleccionaron 22 granjas de fresas comerciales durante

las temporadas de 2010/ 2011 y 2011/2012. La cual constituye casi el 8% de la superficie total de

cultivo de fresa en la región con 500 ha, siendo el total de 6400 ha. Una vez realizado todo el

proceso de seguimiento y evaluación en las dos temporadas seleccionadas se encontró que el WFA

más frecuente azul valor fue de 90 m 3 / t, con valores medios de 113 m 3 / t 2010/2011 y 101 m 3 /

t en 2011/2012, mientras que los WF C valores como sugiere Hoekstra (2003) fueron de 80 y 60

m 3 / t para ambas estaciones. Adicionalmente se obtuvo que los valores más frecuentes de volumen

total de agua aplicada para los cultivos (CWA azul) de los predios de la muestra fue de 6200 m 3 /

ha y 6500 m 3 / ha para las temporadas 2010/2011 y 2011/2012, respectivamente.

Los autores concluyen que los cultivos de las fresas ubicados alrededor del Parque Nacional

Doñana, utilizan el agua para el riego de manera eficiente. Sin embargo, proponen que se cambie

el sistema de riego a uno de precisión teniendo en cuenta que reduciría la extracción de agua de

los acuíferos que se utilizaban con el sistema de goteo que empleaban los cultivadores de fresa del

área de estudio.

El estudio denominado “Analysis of water footprint of potato production in the pampean region

of Argentina” tiene como objetivo evaluar la huella hídrica de la producción de papa en Tandil,

ubicado al sureste de Buenos Aires Argentina. El área de estudio es de 4300 ha y este se realiza

en la temporada de octubre del 2011 a febrero del 2012. De este modo, expresan los autores

(Rodriguez, Ruiz de Galaterra, & Kruse, 2014) que para el desarrollo del estudio, el agua empleada

para el riego de cultivos es extraída de pozos profundos, cuyos valores de extracción oscila de 80

a 120 m3 /hora y adicionalmente que el sistema de riego es por aspersión; por lo cual se emplean

aspersores que trabajan entre 18 a 24 horas por día y se recalca la aplicación de fertilizantes para

la actividad productiva, donde se destaca la urea como el fertilizante más utilizado.

Los resultados obtenidos después de la realización del estudio muestra que el valor de la huella

hídrica fue igual a WF= 323.99 m 3 / t; Siendo el valor del componente azul, 78.25 m 3 / t, verde

104.44 m 3 / t y gris 141.30 m 3 / t. Estos resultados muestran el alto impacto del componente gris

sobre la huella hídrica en la producción de papa, por lo cual explican los autores que es necesario

implementar nuevas alternativas para el manejo de fertilizantes. Por ende, los autores dicen que

Page 17: Evaluación de huella hídrica en la producción de un

16

los agricultores necesitan conocer a mayor profundidad las características de los suelos donde están

cultivando y de igual manera los requerimientos nutricionales del cultivo, con el fin de ser más

certeros en la cantidad de fertilizante a aplicar y de esta manera minimizar el impacto que se está

generando.

Por otro lado, en Colombia se han realizado diferentes estudios acerca de la Huella hídrica en la

agricultura, de los cuales se destacan dos. El primero de ellos, denominado” Una mirada a la

agricultura de Colombia desde su huella hídrica”. En este estudio, su autor Diego Alvarado

desarrolla a lo largo del contenido los conceptos generales que abordan la temática de huella

hídrica. Adicionalmente, muestra el comportamiento de la huella hídrica total a través de una

distribución porcentual en el sector agrícola por productos en Colombia, en el cual se ve plasmado

mediante el análisis detallado de los cuales se destacan productos con un alto consumo de agua de

riego como el arroz (12%), maíz (13%) y caña de azúcar (11%), en el caso específico de la papa

el consumo de agua de riego es del 3%.

El segundo de ellos es una tesis elaborada por las estudiantes Ángela Forero y Erika Pastor de la

Universidad de la Salle, denominada “Aproximación a la huella hídrica del cultivo de café en el

municipio de Anolaima y determinación de la presión generada por la demanda hídrica y descarga

de aguas mieles”. Las autoras tienen como objetivo principal estimar el valor de la huella hídrica

de la producción de café por los tres componentes (azul, verde y gris). Después del proceso de

investigación obtienen un valor de huella hídrica total de 7850.5m3/ton para la finca la unión y

10917 m3/ Ton del municipio de Anolaima.

Además de las investigaciones señaladas sobre la huella hídrica en la agricultura Colombiana,

recientemente el IDEAM publico el ENA (Estudio Nacional del agua 2014), el cual tuvo como

propósito principal estudiar el agua en sus múltiples dimensiones; no obstante, su énfasis está

dirigido al conocimiento sobre sus usos y la intervención humana sobre el ciclo hidrológico,

mostrando así la serie de impactos y repercusiones que se están ocasionado sobre este recurso.

Adicionalmente, el estudio hace un llamado a la sociedad y a los sectores productivos que

componen la economía nacional para que busquen, apliquen, modifiquen estrategias y

actividades, de tal forma que el agua sea cuidada como un componente esencial del desarrollo

Page 18: Evaluación de huella hídrica en la producción de un

17

sostenible (Instituto de Hidrología, Meteorología y Estudios Ambientales - IDEAM, 2015)

El ENA 2014 consta de nueve capítulos donde se plasman lineamientos conceptuales y

metodológicos; la estrategia definida para generar un modelo hidrológico de análisis integral que

dé cuenta de los indicadores hídricos, las vulnerabilidades del agua frente a presiones, afectaciones

y variabilidad climática, y las proyecciones de la demanda. Los capítulos 4 y 5 integran temas de

demanda de agua y huella hídrica en Colombia basado en diferentes sectores, allí se da a conocer

las apropiaciones humanas de dicho recurso contenido en el suelo (huella verde) y de las fuentes

superficiales (huella azul), permitiendo identificar la competencia de los recursos hídricos con la

demanda de agua por los diferentes sectores.

Como resultados relevantes en este estudio, se destacan dos aspectos; el primero de ellos la

demanda hídrica nacional que según el estudio mencionado es de 35987 millones de m³, de los

cuales, el sector agrícola demanda 16760.33 millones de m³ equivalentes al 46,6% del total del

volumen de agua que se utiliza en el país, siendo este el sector con mayor demanda; y el segundo

la huella hídrica, que para cultivos transitorios, resulta ser el de papa el segundo cultivo con mayor

valor reportado de huella hídrica azul con 111.70 Millones de m³ y el quinto con huella hídrica

verde con un valor de 515.30 Millones de m³. El documento del ENA 2014 excluye el cálculo y

análisis de resultados de la huella hídrica gris debido a la limitación de información sobre calidad

del agua a nivel nacional.

El presente proyecto se desarrolla debido a los escasos estudios sobre huella hídrica en el cultivo

de papa. Por ello, y considerando la importancia de la producción de ese cultivo en diferentes

regiones del país y la significancia de este producto en la dieta diaria de los colombianos se decide

desarrollar este estudio. Su finalidad está enfocada a determinar el volumen de agua que se está

empleando para su producción y si se ajusta el volumen obtenido a los requerimientos hídricos

propios del cultivo.

Page 19: Evaluación de huella hídrica en la producción de un

18

3. Descripción y formulación del problema

3.1 Descripción del problema

El municipio de Cundinamarca se destaca por ser uno de los principales centros de producción de

papa a nivel nacional, sin embargo, una gran parte de productores de esta región sobre todo de la

zona Subachoque- La Pradera - El Rosal, se caracterizan por ser pequeños productores.

Generalmente, al ser agricultores de esta categoría, en sus cultivos no llevan seguimiento acerca

del consumo de agua que suministran para el desarrollo de la producción. Debido a que realizan

las actividades agrícolas por tradición y legado de sus antepasados, es decir, por las enseñanzas

que sus padres les dieron para aprender a conocer las características de los cultivos y de esta forma

desempeñar su labor de cultivar la tierra.

El cultivo de papa de la hacienda Kalá se encuentra en esta categoría. Por lo cual, es desconocido

el volumen de consumo de agua que se le está proporcionando al cultivo, evitando así conocer si

el riego aplicado cumple con los requerimientos hídricos exigidos por la planta de papa o si por el

contrario son insuficientes y está creando estrés hídrico a las plantas que constituyen el cultivo.

Siendo esta una variable que afecta notoriamente el rendimiento de producción.

3.2 Formulación del problema

¿Cuál será el valor de la huella hídrica del cultivo de papa R12 de la hacienda Kalá para la

producción de Julio a noviembre del 2014?

4. Objetivos

4.1 General

Evaluar la huella hídrica en la producción de un cultivo de papa R12 ubicado en la

hacienda Kalá en el municipio del Rosal Cundinamarca.

Page 20: Evaluación de huella hídrica en la producción de un

19

4.2 Específicos

Diagnosticar el estado actual de consumo de agua usada para la producción de papa en el

cultivo seleccionado.

Establecer el valor de la huella hídrica azul, verde y gris resultado del proceso de

producción del cultivo de papa objeto de estudio

Formular alternativas que mejoren el uso del agua empleada para el riego del cultivo de

papa

5. Marco conceptual

Huella Hídrica Azul: Es el volumen de agua dulce extraído de una fuente superficial o

subterránea, que responde a un déficit en la disponibilidad de agua procedente de la lluvia.

(Arevalo, 2012)

Huella Hídrica verde: Es el volumen de agua lluvia que se consume por la vegetación y no se

convierte en escorrentía. Esta agua se almacena en los estratos superficiales del terreno

satisfaciendo la demanda natural de la vegetación y los cultivos. (Arevalo, 2012)

Huella Hídrica gris: Es el volumen de agua contaminada que se relaciona con la producción de

bienes y servicios. Este volumen se suele estimar como la cantidad de agua que es necesaria para

diluir los contaminantes de forma que se mantengan o superen los niveles de calidad del agua, de

acuerdo a los requisitos legales vigentes.

Riego por aspersión: Se adapta mejor a aquellos cultivos que ocupan toda el área del terreno o

que poseen espaciamiento pequeño, cuyos sistemas radiculares ocupan todo el volumen de suelo

sembrado. (Fao)

Cropwat 8.0: Es un programa informático para el cálculo de los requerimientos de agua de los

cultivos y las necesidades de riego dependiendo del suelo, del clima y de los cultivos. Además, el

Page 21: Evaluación de huella hídrica en la producción de un

20

programa permite el desarrollo de programas de riego para diferentes condiciones de manejo y el

cálculo de esquemas del suministro de agua variando los patrones de cultivo (Fao, 2013)

Papa R12: Tipo de papa denominado científicamente Diacol Capiro y comúnmente denominada

R12. Es la principal variedad para procesamiento en Colombia, tanto en hojuela como en bastón.

(Universidad Nacional de Colombia)

6. Marco legal

Conforme a la dimensión de desarrollo y magnitud del proyecto planteados a través de los

objetivos, problemática y justificación del mismo, se presenta a continuación el marco normativo

aplicable. Para ello se abarcará todas las temáticas relacionadas con la ejecución de la

investigación y estas están asociadas con algunos artículos o capítulos de las Leyes, decretos,

resoluciones entre otros documentos pertinentes a la temática que rigen la normatividad

colombiana.

NORMATIVIDAD APLICABLE

TIPO DE NORMA No. ARTICULOS Y DESCRIPCIÓN DE LA

APLICABILIDAD

CONSTITUCIÓN

POLÍTICA DE

COLOMBIA

1991

Art.80 El Estado planificará el manejo y

aprovechamiento de los recursos naturales,

para garantizar su desarrollo sostenible, su

conservación, restauración o sustitución.

Page 22: Evaluación de huella hídrica en la producción de un

21

LEY

99 DEL 1993

Art.10,11,24 Y 29: Prevención y control de

contaminación de las aguas

Art.42 Establece que la utilización directa o

indirecta de los recursos como lo son la

atmosfera, suelo y agua para arrojar,

introducir desechos, desperdicios de origen

agrícola, minera, industrial de aguas negras o

servidas de cualquier origen ya sea de humos,

vapores, sustancias tóxicas de origen

antropogénico quedarán sujetas a tasas

retributivas por la consecuencia nociva de

dichas Actividades.

373

DE

1997

Uso eficiente y Ahorro del agua

DECRETO

79

DE

1986

Conservación y protección del recurso agua

1541

DE

1978

Art 28 El derecho al uso de las aguas y de

los cauces

Art. 104- 106.Ocupación de cauces y

permiso de ocupación de cauces

Art. 211-219 Control de vertimientos

Art. 225 Vertimiento por uso agrícola

Art. 231 Reglamentación de vertimientos

1594

DE

1984

Art. 22- 23 Ordenamiento del recurso agua

Art. 29 Usos del agua

Art. 37- 50 Criterios de calidad del agua

Art. 60-71 Vertimientos de residuos líquidos

Page 23: Evaluación de huella hídrica en la producción de un

22

Art. 22- 23 Normas de vertimientos

2811

DE

1974

Art. 77 a 78 Clasificación de aguas.

Art. 80 a 85: Dominio de las aguas y cauces.

Art. 86 a 89: Derecho a uso del agua.

Art.134 a 138: Prevención y control de

contaminación.

Art. 149: aguas subterráneas.

Art.155: Administración de aguas y cauces.

3930

DE

2010

Por el cual se reglamenta parcialmente el

Título I de la Ley 9ª de 1979, así como el

Capítulo II del Título VI -Parte III -Libro II

del Decreto-ley 2811 de 1974 en cuanto a

usos del agua y residuos líquidos y se dictan

otras disposiciones.

Modificado parcialmente por el decreto 4728

de 2010.

Art.13 Uso agrícola

Art.40 Control de contaminación por

agroquímicos.

RESOLUCIÓN

0865

DE

2004

Por la cual se adopta la metodología para el

cálculo del índice de escasez para aguas

superficiales a que se refiere el Decreto 155

de 2004 y se adoptan otras disposiciones

3. Cálculo de la oferta hídrica

3.3 Relación lluvia- Escorrentía

631 de 2015

Por la cual se establecen los parámetros y los

valores máximos permisibles en los

vertimientos puntuales a cuerpos de aguas

superficiales y a los sistemas de

alcantarillado público y se dictan otras

disposiciones.

Page 24: Evaluación de huella hídrica en la producción de un

23

Fuente: Autores

7. Marco teórico

A continuación se encontrará información requerida y relacionada con la huella hídrica para el

cultivo de papa R12, específicamente en la finca Kalá, municipio de El Rosal Cundinamarca.

7.1 Huella hídrica

La huella hídrica es el cálculo del volumen de agua utilizada a lo largo de la cadena de producción.

Es un indicador multidimensional, que muestra los volúmenes de consumo de agua por fuentes

superficiales y/o subterráneas, sumados al volumen de agua requerida para diluir los contaminantes

generados en la actividad productiva. (Hoekstra , Chapagain, Aldaya, & Mekonnen, 2010)

La huella hídrica total se conforma por la suma de sus tres componentes, los cuales son la huella

hídrica azul (irrigación), verde (precipitación) y Gris (Contaminada). Expresada así en la Ecuación

1.

Ecuación 1. Huella hídrica total

𝐻𝐻𝑃𝑟𝑜𝑐,𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 = 𝐻𝐻𝑃𝑟𝑜𝑐,𝑎𝑧𝑢𝑙 + 𝐻𝐻𝑃𝑟𝑜𝑐,𝑣𝑒𝑟𝑑𝑒 + 𝐻𝐻𝑃𝑟𝑜𝑐,𝑔𝑟𝑖𝑠[𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 𝑚𝑎𝑠𝑎⁄ ]

Fuente: (Hoekstra , Chapagain, Aldaya, & Mekonnen, 2010)

Cada uno de los componentes de la huella hídrica total (azul, verde y gris) se expresan por

unidad de producto, a saber, en volumen de agua por unidad de masa. (Hoekstra , Chapagain,

Aldaya, & Mekonnen, 2010). Por lo general, la huella hídrica en la agricultura se expresa como

ACUERDO 043 De 2006

Por el cual se establecen los objetivos de

calidad del agua para la cuenca del río Bogotá

a lograr en el año 2020.

POLÍTICAS

PUBLICAS

CONPES

1750 DE

1995

Políticas de manejo de las aguas

Page 25: Evaluación de huella hídrica en la producción de un

24

m3/ton, lo que equivale a un litro/kg.

7.1.1 Huella hídrica verde

Hace referencia al volumen de agua proveniente de la precipitación que no se pierde por

escorrentía superficial o se suma a las aguas subterráneas, pero que se mantiene en la superficie y

es aprovechada por la vegetación; es decir es el volumen de agua de lluvia consumida durante un

proceso de producción. (Hoekstra , Chapagain, Aldaya, & Mekonnen, 2010). La anterior

definición se le conoce también como precipitación efectiva, variable fundamental para el cálculo

de la huella hídrica verde.

7.1.2 Huella hídrica azul

Es un indicador de uso consuntivo de agua llamada azul, es decir, el volumen de agua asociado a

una extracción de fuente superficial o subterránea para satisfacer la demanda originada en un

proceso.”Uso consuntivo del agua“, se refiere al agua que se evapora y que se incorpora al producto

(Hoekstra , Chapagain, Aldaya, & Mekonnen, 2010).

7.1.3 Huella hídrica gris

Hace referencia al agua residual generada a través de la cadena de producción del cultivo. Se define

como el volumen de agua necesario para asimilar la carga contaminante por parte de un cuerpo

receptor, (San Luis Agua S.E & Ministerio del campo, Gobierno de la provincia de San Luis, 2014)

hasta el punto que cumpla con la normatividad de calidad de agua vigente.

Page 26: Evaluación de huella hídrica en la producción de un

25

7.2 Variables importantes para el cálculo de los componentes de la huella hídrica total del

cultivo de papa R12.

7.2.1 Huella hídrica azul

Tabla 1. Variables huella hídrica azul

Requerimientos de riego del cultivo

(CWU riego)

Volumen de agua que requieren los cultivos

tomando una base de cálculo de un año

proveniente de riego. (CWU riego). Cuando la

lluvia no cumple con el requisito de agua de los

cultivos, ésta es suplida por el agua de riego.

(San Luis Agua S.E & Ministerio del campo,

Gobierno de la provincia de San Luis, 2014) Para determinar la cantidad de agua que necesita

cada cultivo anualmente proveniente de riego

(CWU riego), se deben restar los requerimientos

hídricos de los cultivos con el valor de la

precipitación efectiva. (Barros, 2012)

Requerimiento hídrico del cultivo (CWU) Definido como el inverso a la evapotranspiración

del cultivo, es decir, la cantidad de agua que debe

suministrarse a la planta para compensar las

pérdidas de agua provocadas por la

evapotranspiración con el fin de lograr un

adecuado crecimiento y desarrollo. En términos

numéricos es equivalente a la evapotranspiración

del

cultivo (ETc). (Barros, 2012)

El requerimiento hídrico del cultivo se estima a

partir de datos climáticos (temperatura,

velocidad del viento, etc.) y las características de

los cultivos. Para estimar las necesidades

hídricas de los cultivos se empleó el modelo

CROPWAT de la FAO. (San Luis Agua S.E &

Ministerio del campo, Gobierno de la provincia

de San Luis, 2014)

Evapotranspiración potencial o de

referencia (ETo)

La FAO la define como la suma de las pérdidas

de agua por transpiración de la planta con

aquellas producidas por el proceso de

evaporación del suelo de una superficie

cultivada. (Barros, 2012)

Fuente: Autores

Page 27: Evaluación de huella hídrica en la producción de un

26

7.2.2 Huella hídrica verde

Tabla 2.Variables huella hídrica verde

Precipitación efectiva (P.ef)

La precipitación efectiva se define como la

cantidad total de agua precipitada que no se

pierde a través de escorrentía superficial ni por

percolación profunda, es decir queda retenida por

el suelo permaneciendo disponible para el

aprovechamiento de la planta (FAO, 2010b).

Fuente: Autores

7.2.3 Huella hídrica gris

Tabla 3. Variables huella hídrica gris

Aplicación de productos químicos

(Fertilizantes, pesticidas e insecticidas)

Es el cálculo de la cantidad de fertilizantes

utilizados en el proceso productivo del cultivo,

teniendo en cuenta la frecuencia de aplicación y

su composición química, información obtenida a

través de datos locales.

Fracción de lixiviación Corresponde al porcentaje de las sustancias

químicas aplicadas a los cultivos que se infiltran

y percolan hasta llegar a los cuerpos de agua

dulce. (Barros, 2012)

Debido a la falta de datos específicos en cada

cultivo sobre el porcentaje del químico aplicado

que lixivia hasta alcanzar agua dulce, se asumirá

el 10% para todos los fertilizantes, valor

utilizado por Hoekstra and Chapagain (2008).

Esto teniendo en cuenta que cada fertilizante

posee una movilidad diferente dentro del suelo,

la cual se ve influenciada por condiciones

ambientales y de manejo. (Barros, 2012)

Concentración natural de contaminantes Hace referencia a los niveles de contaminantes

presentes de manera natural en los cuerpos

receptores de agua. (Barros, 2012)

Concentración legal de contaminantes Corresponde a los niveles máximos permitidos

de concentración de contaminantes que la ley

colombiana establece y que pueden estar

presentes en los cuerpos de agua. (Barros, 2012)

Teniendo en cuenta lo anterior, se tomara como

base el acuerdo 43 DE 2006 de la CAR, en la cual

establece las concentraciones permitidas en los

Page 28: Evaluación de huella hídrica en la producción de un

27

cuerpos hídricos. Se destaca que la resolución

631 de 2015 no se tomó como base para el

cálculo de la huella hídrica gris debido a que para

el sector agroindustria no especifica los valores

máximos permisibles de Nitrógeno y Fósforo

para el procesamiento de tubérculos.

Fuente: Autores

7.3 Modelo Cropwat 8.0

Es un programa informático creado por la FAO en el año 2010, que utiliza el método Penman-

Monteith como herramienta principal para determinar la evapotranspiración del cultivo en estudio

(ET), las necesidades hídricas y las necesidades de riego del mismo, en base a datos

climatológicos, del suelo, y del cultivo. (Builes, 2013)

CROPWAT 8.0 también se puede utilizar para evaluar las prácticas de riego de los agricultores y

para estimar el rendimiento de los cultivos, tanto en condiciones de secano y de regadío. (Fao,

2010)

7.3.1 Información climatológica

Los datos climatológicos que se utilizan para el manejo del programa CROPWAT 8.0 y que la

fórmula FAO Penman- Montheit requiere en promedios mensuales son en su orden la temperatura

máxima y mínima, humedad relativa (%), velocidad del viento (m/s) e insolación (h). En cuanto a

la precipitación se tomaron los valores totales mensuales de precipitación (mm); estos datos a

excepción del parámetro de insolación (IDEAM), fueron suministrados por la estación

meteorológica “El Rosal” de canal Clima ubicada en el municipio.

Page 29: Evaluación de huella hídrica en la producción de un

28

A continuación en la Tabla 4 se muestra los datos climatológicos utilizados.

Tabla 4. Valores promedios mensuales de temperatura máxima y mínima, humedad relativa (%) y velocidad del viento. municipio El Rosal-Año 2014

Mes Temperatura

máxima (°C)

Temperatura

mínima (°C)

Humedad

(%)

Velocidad

del viento

(Km/h)

Enero 21.3 3.4 86.27 1.96

Febrero 22.2 3.9 88.43 1.63

Marzo 22.2 4.2 88.14 2.29

Abril 21.8 3.3 88.55 1.62

Mayo 22.8 3.3 87.24 1.60

Junio 20.2 6.3 84.92 1.96

Julio 20.2 6.7 83.28 2.12

Agosto 20.2 0.8 84.11 2.05

Septiembre 20.1 4.9 85.23 1.45

Octubre 21 5.5 88.84 1.41

Noviembre 21.2 5.1 89.29 1.87

Diciembre 20.7 3.2 87.96 1.79

TOTAL 22.8 0.8 86.60 1.81

Fuente: CANAL CLIMA modificado por autores

Tabla 5. Precipitación total mensual (mm) municipio el Rosal-año 2014

Mes Precipitación(mm)

Enero 45.40

Febrero 77.60

Marzo 45.40

Abril 45.40

Mayo 61.6

Junio 32.4

Julio 44.0

Agosto 36.2

Septiembre 37.2

Octubre 223.4

Noviembre 83.0

Diciembre 35.6

Fuente: CANAL CLIMA modificado por autores

Los datos de insolación en horas, fueron tomados del mapa de brillo solar creado por el IDEAM,

el cual muestra mediante convenciones de colores, donde la variación va desde el blanco hasta el

Page 30: Evaluación de huella hídrica en la producción de un

29

rojo que indica una mayor intensidad, se ilustra una aproximación de promedios anuales diarios

del número de horas de sol, brillo solar, sobre el territorio colombiano. (Ideam)

Los valores promedios mensuales de insolación (h) para el municipio El Rosal, Cundinamarca,

para el año 2014, se muestran en la Tabla 6.

Tabla 6. Valores promedios mensuales de insolación (h), municipio El Rosal-Año 2014

Mes Insolación (h)

Enero 6

Febrero 6

Marzo 4

Abril 4

Mayo 4

Junio 4

Julio 4

Agosto 4

Septiembre 4

Octubre 4

Noviembre 5

Diciembre 7

Fuente: IDEAM modificado por autores

7.3.2 Información del suelo

Esta información nos permite identificar las características específicas del suelo en estudio,

permitiéndonos determinar la disponibilidad de agua para el desarrollo del cultivo de papa R12 y

otros factores relacionados con el suelo que pueda afectar la producción del mismo.

Humedad del suelo disponible total

Es la cantidad total de agua disponible para el cultivo, que depende de factores influyentes tales

como las propiedades del suelo, el clima, topografía y la cobertura del suelo.

Tasa máxima de infiltración de precipitación.

Cantidad máxima de agua que puede absorber un suelo en determinadas condiciones, valor que es

variable en el tiempo en función de la humedad del suelo, el material que conforma al suelo, y la

mayor o menor compactación que tiene el mismo. (Heras , Springall, & Custodio)

Page 31: Evaluación de huella hídrica en la producción de un

30

Profundidad radicular máxima

Según la (Fao, 2010) define este parámetro como la profundidad máxima de las raíces que

determina la capacidad de los cultivos para aprovechar las reservas de agua presentes en el suelo.

Esta profundidad depende de las características genéticas de cada planta.

Según la información suministrada por el señor Mario Espitia, dueño y encargado del cultivo de

papa R12, la profundidad radicular máxima que alcanza el cultivo es de 60 cm.

Agotamiento inicial de humedad de suelo

Si el suelo se encuentra a capacidad de campo, el agotamiento es de 0 %; si el suelo está seco el

agotamiento es de 100%. (Trezza)

Humedad de suelo inicialmente disponible:

Volumen de agua inicialmente disponible en el suelo antes de realizarse el riego.

Los valores de humedad del suelo inicialmente disponible, agotamiento inicial de humedad de

suelo, tasa máxima de infiltración de precipitación y humedad del suelo disponible total, fueron

obtenidos a través de la base de datos de suelo del programa (Ver anexo 1. memoria de cálculo

huella hídrica azul), el cual se tomó como referencia un suelo Light, que quiere decir un suelo

ligero y que según (Leiton, 1983) clasifica a los suelos arenoso-franco (tipo de suelo presente en

el cultivo de papa R12) como suelos sueltos y ligeros.

7.3.3 Datos Característicos del cultivo

Con la finalidad de conocer los coeficientes hídricos propio del cultivo de papa R12 y poder hallar

así la huella hídrica azul, es necesario en primera medida conocer las siguientes características:

Fecha de siembra

Teniendo en cuenta este dato junto con la duración de las etapas de crecimiento del cultivo de

papa, le permite al modelo CROPWAT 8.0 poder calcular la fecha de cosecha del cultivo. (Fao,

2010). La fecha de siembra de nuestro cultivo fue el día 06 de julio del año 2014.

Etapas de crecimiento:

Page 32: Evaluación de huella hídrica en la producción de un

31

Según la (Fao, 2010), las etapas de crecimiento corresponden a la duración en días de las cuatro

etapas del ciclo de un cultivo; estas etapas son: inicial, desarrollo, mediados de temporada y

etapa final o de cosecha.

Los valores de duración en días de las etapas de crecimiento para el cultivo en estudio fueron

tomados de la publicación de la serie de FAO Riego y Drenaje 56, incluye duraciones generales

para las cuatro etapas de crecimiento de distintos cultivos, así como la duración total de la

temporada de crecimiento de cada cultivo, para distintos tipos de clima y diferentes localidades.

(Fao 2006). Los valores tomados de duración en días dé cada etapa de crecimiento del cultivo se

muestran en la Tabla 7.

Tabla 7. Duración en días de cada etapa de crecimiento para el cultivo de papa R12

ETAPA DE CRECIMIENTO PAPA R12

Inicial 25

Desarrollo 30

Medio 45

Final 30

TOTAL 130

Fuente: Estudio FAO riego y drenaje (Fao 2006)

Coeficiente del cultivo (Kc)

Este es un valor que depende del tipo de cultivo y su fase de desarrollo. Debido a las variaciones

en las características propias del cultivo durante las diferentes etapas de crecimiento, Kc cambia

desde la siembra hasta la cosecha. La Tabla 8 presenta, según Estudios FAO Riego y Drenaje 56,

en forma generalizada, valores típicos de Kc ini, Kc med y Kc fin correspondientes a distintos cultivos,

en nuestro caso tomamos como referencia el grupo de raíces y tubérculos que es donde pertenece

la papa R12. Corresponde a los siguientes datos:

Tabla 8. Valores del coeficiente único (promedio temporal) del cultivo, Kc y alturas medias máximas de las plantas

Cultivo Kc inicial Kc medio Kc final Altura máxima (m)

Raíces y tubérculos

0.5 1.15 0.75 0.60

FUENTE: (Fao 2006)

Page 33: Evaluación de huella hídrica en la producción de un

32

Factor de respuesta de la productividad (KY)

Establecido como el factor que indica como la productividad del cultivo va disminuyendo según

disminuye la ETc, esto como resultado a la falta de agua. Esta reducción relativa de la

productividad es más pequeña durante las etapas de desarrollo y maduración, aumentando en las

etapas de floración y formación del fruto (Barros, 2012).

Los valores de factor de respuesta de la productividad (Ky) fueron tomados a partir de la base de

datos del programa Cropwat 8.0, ya que no se tenía valores locales en el cultivo. (Ver Anexo

1. Memoria de cálculo huella hídrica azul.)

Fracción de agotamiento hídrico (p):

Corresponde a la fracción promedio del agua disponible total en el suelo (ADT) que puede ser

agotada de la zona radicular antes de que el cultivo presente estrés hídrico (Barros, 2012). Los

valores de factor de fracción de agotamiento hídrico en el cultivo (p), fueron tomados a partir de

la base de datos del programa Cropwat 8.0, ya que no se tenía valores locales en el cultivo. (Ver

Anexo 1. Memoria de cálculo huella hídrica azul.)

Rendimiento de los cultivos (y):

El rendimiento del cultivo, para fines de cálculo, fue considerado en toneladas cosechadas dividido

la superficie en metros cuadrados en que fue producido, (ton/m2). Los datos utilizados para el

cálculo del rendimiento del cultivo fueron suministrados por el señor Mario Espitia, dueño y

administrado del cultivo de papa, datos indagados en campo. El rendimiento del cultivo se muestra

en la Tabla 9.

Tabla 9. Rendimiento del cultivo de papa R12

Área del cultivo (Ha) 2.88

No. de bultos de papa producidos en el cultivo 2000 Peso en Kg de un bulto de papa 50 Rendimiento del cultivo (ton/m2) 3,475𝑥10−3

Fuente: Autores

Page 34: Evaluación de huella hídrica en la producción de un

33

Los cálculos para la determinación del rendimiento del cultivo de papa R12, se expresan a

continuación:

Primero se calculó el número de bultos de papa producidos por hectárea, tomando como base los

2000 bultos producidos en las 2.88 ha. Así:

2000 𝑏𝑢𝑙𝑡𝑜𝑠

2.88 ℎ𝑎=

695 𝑏𝑢𝑙𝑡𝑜𝑠

ℎ𝑎

Segundo, se estimó la cantidad en Kg de esos 695 producidos en 1 ha, debido a que este es el

rendimiento en Kg/ha

695 𝑏𝑢𝑙𝑡𝑜𝑠

ℎ𝑎𝑥

50 𝐾𝑔

1 𝑏𝑢𝑙𝑡𝑜=

34750 𝐾𝑔

ℎ𝑎

Tercero, se calculó el rendimiento en kg/m2, así:

34750 𝐾𝑔

ℎ𝑎𝑥

1 𝐻𝑎

10000𝑚2=

3,475 𝐾𝑔

𝑚2

Finalmente, hallamos el rendimiento en Ton/m2.

3,475𝐾𝑔

𝑚2𝑥

1 𝑡𝑜𝑛

1000 𝐾𝑔=

3,475𝑥10−3𝑡𝑜𝑛

𝑚2

7.3.4 Riego por aspersión

De acuerdo con (Matheus, 2011), el concepto básico de riego se define como “la aplicación

artificial de agua a la tierra, con el fin de suministrar a las especies vegetales la humedad necesaria

para su desarrollo”.

El riego por aspersión es una modalidad de riego mediante la cual el agua llega a las plantas en

forma de "lluvia" localizada más o menos intensa y uniforme sobre la parcela con el objetivo que

infiltre en el mismo punto donde cae. Para ello es necesaria una red de distribución que permita

que el agua de riego llegue con presión suficiente a los elementos encargados de aplicar el agua,

ya sea aspersores o difusores ( Macías, Vergara Sabando, Macías Solórzano, & Bazurto

Zambrano., 2011).

Page 35: Evaluación de huella hídrica en la producción de un

34

Este tipo de riego, es un riego mecanizado o presurizado, ya que es necesario mecanismos que

generan presión para mover el agua. Con este tipo de riego no es necesario nivelar el suelo, y se

puede regar un potrero recién sembrado sin causar problemas de erosión o de corrimiento de las

semillas (Almazani, 2003).

Las partes básicas de un equipo de riego por aspersión se indican en la Ilustración 1.

Ilustración 1. Partes básicas de un equipo de riego por aspersión

Fuente: (Almazani, 2003)

8. Metodología

Como guía principal empleada para el desarrollo de nuestro trabajo y lograr determinar y evaluar

la huella hídrica en la producción de un cultivo de papa R12 en la hacienda Kalá en el municipio

de El Rosal, Cundinamarca, se utilizó el manual publicado por la Water Footprint Network (WFN),

manual que fue hecho por (Hoekstra , Chapagain, Aldaya, & Mekonnen, 2010). Teniendo en

cuenta los procedimientos establecidos en dicho manual, se logró estimar cada uno de los

componentes de la huella hídrica total (Verde, azul y gris) para el proceso productivo del cultivo;

permitiéndonos de esta manera dar cumplimiento y desarrollo de los objetivos planteados.

En el presente trabajo, se tuvo en cuenta la metodología planteada por los autores (Zarate & Kuiper,

2013), sin embargo, se realizaron algunas adaptaciones para el desarrollo de nuestro estudio de

Page 36: Evaluación de huella hídrica en la producción de un

35

caso en el cultivo de papa R12. Por ende la metodología que se utilizó está constituida por cuatro

(4) fases, tomando como base un diagrama circular que permite un mayor dinamismo en el

proyecto. Razón por la cual, se logró una interacción entre los componentes de las fases, es decir

que este modelo durante el desarrollo del proyecto, nos permitía poder regresar a las fases

anteriores para identificar cuáles fueron las causas del problema que nos impedía avanzar y de esta

manera lograr darle solución. En la Ilustración 2 se puede observar el diagrama circular con cada

una de las fases:

Ilustración 2. Metodología para la evaluación de la huella hídrica en el cultivo de papa R12

Fuente: Autores

Teniendo en cuenta lo anterior, y para poder dar cumplimiento a la metodología plasmada, se

tuvieron en cuenta dos enfoques; uno de tipo cualitativo y el otro cuantitativo. Considerando el

desarrollo del enfoque cualitativo, se inició con el uso de las herramientas de observación y

recopilación de datos e información para la elaboración del diagnóstico de la situación actual del

consumo de agua en el cultivo de papa R12; en el cual se tuvo en cuenta el reconocimiento de la

FASE I

Diagnostico actual del consumo de agua en

el cultivo

FASE II

Cuantificación de la huella hidrica del cultivo de papa de la finca Kalá mediante la modelación en el programa Cropwat

FASE III

Análisis de resultados

FASE IV

Formulación de alternativas

Page 37: Evaluación de huella hídrica en la producción de un

36

zona en estudio, identificando las fuentes de abastecimiento de la finca utilizadas para el proceso

productivo.

Posteriormente, se realizó un reconocimiento detallado de la producción de la papa, en donde se

logró identificar cada una de las etapas por las que pasa el tubérculo, así como también se identificó

el tipo de suelo realizando un muestreo mediante la metodología organoléptica o de manipulación

empleada por la (Fao, s.f.), la cual nos permitió conocer la textura del suelo. Adicionalmente se

logró obtener toda la información relacionada con los consumos de agua que demanda el cultivo,

basándonos en el sistema de riego por aspersión utilizado para suplir las necesidades hídricas del

mismo. Todos los datos cualitativos relacionados con el cultivo de papa R12 fueron suministrados

por el señor Mario Espitia, quien es el dueño y el encargado del cultivo en la finca Kalá.

En cuanto a los datos climatológicos, fueron obtenidos de la estación meteorológica más cercana,

la cual fue la estación El Rosal ubicada en el municipio de El Rosal, Cundinamarca, perteneciente

a la red de monitoreo de Canal Clima, esta estación tiene coordenadas de latitud 4° 51' 43.38''

Norte y longitud -74° 13' 24.94'' Oeste, de esta estación se tomaron datos de temperatura,

velocidad del viento, evaporación, brillo solar, radiación solar, humedad relativa y precipitación.

Los datos e información recolectados fueron utilizados en el transcurso del proceso cuantitativo,

en donde se utilizó como herramienta de trabajo el programa Cropwat 8.0 propuesto por la (Fao,

2010), empleado para el cálculo del requerimiento hídrico del cultivo de papa R12 teniendo en

cuenta la climatología de la zona en estudio y la evapotranspiración.

Por último, se consultó las cantidades de productos químicos aplicados al cultivo para la

determinación de la huella gris, información que fue suministrada por el señor Mario Espitia,

encargado y dueño del cultivo. También fue tenido en cuenta información restante bibliográfica

referente a diversos tipos de cultivo, como lo fue el manual número 56 de la serie de riego y

drenaje, de la Organización de las Naciones Unidas para la Agricultura (FAO).

Page 38: Evaluación de huella hídrica en la producción de un

37

9. Generalidades del cultivo de papa R12 en la hacienda Kalá

9.1 Ubicación del área de estudio

El municipio del Rosal pertenece a la jurisdicción de Cundinamarca sabana de occidente, esta

ubicado en las coordenadas 4º51'16" de latitud Norte y 74º15'39" de longitud oeste. (Rosal).

El Rosal limita al nororiente con el municipio de Subachoque, al noroccidente con el municipio

de San Francisco, al sur oriente con el municipio de Madrid y al sur occidente con el municipio de

Facatativá (Rosal)

La economía del municipio está formado por el sector agrícola, pecuario, floricultor y forestal de

especies maderables. Esta última ha experimentado un fenómeno de reducción ocasionado por la

expansión agrícola y agotamiento del recurso de especies maderables.

El subsector de la agricultura ocupa un 65% del área y sobresalen los cultivos transitorios de papa,

arveja, maíz y zanahoria generando ingresos para sus habitantes. (Rosal) Dentro de los

inconvenientes presentados en la actividad agrícola se encuentra los altos costos de producción,

la falta de canales de comercialización y líneas de crédito para la compra de insumos que a la vez

por el uso indebido de los mismos agroquímicos ha contribuido a la degradación del suelo.

9.1.1 Sitio de estudio

El desarrollo de la investigación, se realizara en el cultivo de papa R12, localizado en la hacienda

Kalá ubicada en el municipio de El Rosal-Cundinamarca.

En la Imagen 1, El punto de referencia amarillo muestra la ubicación espacial del cultivo de papa

R12, localizado en el municipio de El Rosal, Cundinamarca.

Page 39: Evaluación de huella hídrica en la producción de un

38

Imagen 1 Ubicación espacial del cultivo de papa R12

Fuente: Google Earth modificado por Autores

9.2. Requerimientos del cultivo de papa

9.2.1 Requerimientos Nutricionales

Nitrógeno(N):

El nitrógeno es esencial para la síntesis del clorofila y es componente esencial de los aminoácidos

que forman las proteínas (Palacio). Cuando se presenta deficiencia de este elemento las plantas

son más susceptibles al ataque de plagas y enfermedades (Agrintec) y bajo rendimiento del cultivo.

Además, de presentarse crecimiento vegetativo restringido, hojas poco desarrolladas y color verde

pálido (Corpoica).

El nitrógeno es tomado por la planta de papa en forma de iones de amonio NH4 y Nitrato (NO3).

Sin embargo, las tasas más altas de crecimiento se dan cuando hay mayor disponibilidad de

nitrógeno en forma de nitratos. (Corpoica). No obstante, este elemento frecuentemente es

deficiente en los suelos, (Palacio) debido a que este es un elemento muy móvil en el suelo, por lo

cual es arrastrado fácilmente por la escorrentía, a esto se asocia de igual modo que el Nitrógeno

no se fija sino por acción de los microorganismos.

Page 40: Evaluación de huella hídrica en la producción de un

39

Fósforo (P):

Del mismo modo, el fosforo es esencial en el crecimiento inicial de los tejidos vegetales. (Sierra,

Santos, & Kalazich, 2002). Adicionalmente según expresa (Palacio), es parte esencial de muchos

glucofosfatos que participan en el proceso fotosintético, respiratorio y otros procesos metabólicos.

Por su parte, un adecuado suministro de fosforo es importante para el desarrollo de nuevas células

y su posterior transferencia del código genético de una célula a otra. Mientras que la deficiencia

de Fosforo genera reducción tanto del tamaño de la hoja como del número de hojas.

(Informaciones agronomicas No36)

Sin embargo, (Palacio) anota que la aplicación conjunta de Nitrógeno y fosforo favorece al

incremento de rendimiento del cultivo.

Potasio (K):

La planta de papa exige un alto contenido de Potasio (K) (Instituto de investigaciones

agropecuarias (INIA)) para llevar a cabo varias funciones que permiten un apropiado desarrollo y

crecimiento de la misma. Dentro de las funciones que cumple este elemento se encuentra la

activación de enzimas que intervienen en el crecimiento de la planta, la síntesis de proteínas y

almidón en donde es el potasio el encargado de activar la enzima responsable del proceso sintético

(Smart fertilizer management, 2015). También se destaca su rol en la regulación del agua en las

plantas. En este sentido, si se presenta deficiencia de este macronutriente se presenta una variación

desfavorable en el rendimiento del cultivo y la planta puede presentar anomalías dentro de las

cuales se destacan las siguientes:

Clorosis: Coloración amarillenta y quemaduras en las hojas medias y bajas. Esto ocurre

principalmente por la insuficiencia de producción de clorofila en el follaje. También se puede

presentar por ausencia de Nitrógeno en el suelo.

Crecimiento lento o retrasado: Al existir ausencia de potasio, las funciones de crecimiento de la

planta se ven afectadas por lo cual ocurre este fenómeno de crecimiento lento.

Los nutrientes mencionados anteriormente son los principales requerimientos de la planta en

cuanto a la alta cantidad que requiere la planta, pero existen otros nutrientes como el azufre,

Page 41: Evaluación de huella hídrica en la producción de un

40

magnesio entre otros, que también son necesarios para el desarrollo de las plantas pero en menor

proporción si son comparados con el nitrógeno, potasio y fosforo.

En la Tabla 10, se presentan los valores de los requerimientos nutricionales que necesita la planta

de papa para su adecuado crecimiento según lo establecen dos autores; la FAO y Guillermo García.

Tabla 10. Requerimientos nutricionales para el cultivo de papa

FAO GARCIA GUILLERMO

NUTRIENTE Kg/ha

Nitrógeno 100-200 175-200

Fósforo (P2O5) 50-100 70-100

Potasio (K2O) 60-260 300-350

Magnesio (MgO) 140-160

Calcio (CaO) 35-40

Fuente: Autores

9.2.2 Requerimientos de riego

Según lo indicado (Fao) la planta de papa necesita entre 0.35 a 0.8 m3 de agua para producir 1 kg

de materia seca de tubérculos, es decir, que tiene un requerimiento hídrico de 350 a 600 mm de

agua durante el periodo de crecimiento.

El cultivo de papa es sensible al déficit hídrico. En este sentido, La escasez de agua puede provocar

que se presente un rendimiento reducido de los tubérculos, en cantidad y en tamaño, y una

disminución de la calidad de los mismos, esto a causa de que entre el 85-90% del tubérculo es agua

como afirma (Fundación produce Sinaloa A.C)

9.2.3 Requerimiento edáfico

El tipo de suelo más adecuado para la siembra de papa, es aquel con características texturales

ligeras o medias, es decir los arenosos y franco, debido a que se requiere que no sea tan compactado

el suelo, característica de los suelos pesados o arcillosos. El desarrollo de la planta necesita tierra

suelta para facilitar el enraizamiento de las raíces subterráneas, del mismo modo, terrenos con poca

pedregosidad, pues tanto los suelos compactos como aquellos que poseen muchas piedras impiden

y/o dificultan el crecimiento adecuado de las raíces de la planta. El buen drenaje es otra

característica que exige este cultivo.

Page 42: Evaluación de huella hídrica en la producción de un

41

10. Etapas y procesos del crecimiento de la papa R12

El proceso de crecimiento del cultivo de papa Diacol capiro, así como el de cualquier especie de

tubérculo o cultivo, depende de las condiciones del sitio específico donde se lleva a cabo la

siembra. Dentro de estas se destaca las variables climáticas; como la altitud sobre el nivel del mar,

la temperatura, velocidad del viento, humedad y horas de brillo solar (Valbuena, y otros, 2009).

Sin embargo, se debe tener en cuenta que las variables climáticas no son las únicas que influyen

en el desarrollo del cultivo, es decir, se deben contemplar las variables que están asociadas a los

requerimientos propios del cultivo como semilla utilizada, tipo de suelo, requerimientos

nutricionales, frecuencia y tipo de riego, sistemas de control contra plagas y el manejo

agronómico.

El periodo de crecimiento y desarrollo de la planta de papa consiste en cuatro fases principales

(Corpoica), sin embargo, se debe considerar una fase preliminar, donde se realiza una práctica

agronómica, que consiste en la limpieza del terreno; en esta se elimina todo tipo de maleza u

objetos que impidan realizar un apropiado arado de la tierra. Luego de ello, se continúa con el

proceso de arado, en el cual se emplea maquinaria de labranza, que elimina los gránulos grandes

de tierra dejándola suelta y forma las hileras donde posteriormente se sembraran las semilla. Es

recomendado que las actividades de preparación mencionadas del suelo se realicen con un mes de

anticipación a la siembra. En la Imagen 2, se aprecia el resultado del proceso de limpieza y arado

del terreno.

Imagen 2 Limpieza y arado del terreno

Page 43: Evaluación de huella hídrica en la producción de un

42

Fuente: Autores

La duración del proceso de producción de la papa es muy variable, depende de las condiciones

climáticas, el tipo de suelo, la época de siembra las prácticas agronómicas y el riego que se efectue.

El tiempo que requirió el cultivo en estudio fue 130 días, lo que equivale a cuatro meses y 10 días,

esto sin considerar la etapa preliminar que se realizó un mes antes. En la Ilustración 3, se muestra

el proceso de desarrollo de este tubérculo, especificando la duración de las etapas.

Ilustración 3 Etapas de desarrollo de la papa R12

Fuente: Imagen tomada de (Solorzano) modificada por autores

Page 44: Evaluación de huella hídrica en la producción de un

43

En la fase inicial, se presenta la brotación de los tubérculos que fueron seleccionados como semilla

y que se almacenaron para tal fin. Los tubérculos semilla seleccionados se siembran a lo largo del

terreno, Según (Fao, 2008), estos deben ser sembrados a una profundidad entre 5-10 cm, a una

distancia de planta a planta de 30-40 cm y generalmente la distancia de separación entre surcos es

de 1.0 m (Corpoica, 2003), no obstante está sujeto a la decisión del encargado del cultivo, en la

finca Kalá se forman los surcos cada 0.8 m según comenta Mario Espita dueño del cultivo.

Posteriormente, el brote se extiende alcanzando la superficie (fase de emergencia), en este instante

es necesario aplicar los fungicidas e insecticidas apropiados a la planta, para evitar enfermedades,

debido a que este tipo de planta es susceptible a sufrir una serie de ataques por distintos

organismos.

En la Tabla 11, se presentan las principales plagas y enfermedades que atacan al cultivo de la

hacienda Kalá según información obtenida a través de las entrevistas con los campesinos que

trabajan en el cultivo.

Tabla 11. Enfermedades, plagas e insectos que atacan al cultivo de papa R12 en la hacienda Kalá

Polilla Guatemalteca

Imagen A. Larva de polilla Guatemalteca

Es un insecto, el cual se alimenta de

la pulpa del tubérculo. Para ello forma

túneles circulares, (Mogollon &

García, 1999) como se puede observar

en la Imagen B.

Imagen B. Daño ocasionado por la polilla

guatemalteca en la papa (Corpoica) pág. 112

Control: Para evitar los daños provocados por

este insecto en la producción de papa en la

hacienda Kalá, se le está aplicando un

agroquímico llamado Curacron, que según sus

especificaciones registradas en la ficha técnica

combate eficazmente este insecto.

Gusano blanco

Page 45: Evaluación de huella hídrica en la producción de un

44

Imagen C. Gusano Blanco

Es una plaga que ataca los tallos,

hojas y tubérculos del cultivo de papa.

Los mayores daños los ocasionan

cuando están en estado de larva

Control: Con el fin de atacar esta plaga en el

cultivo se aplica Curacrom.

Imagen D. Daño ocasionado por el gusano

blanco.

Gota

Es una enfermedad que quema el follaje de

la planta de papa y la pudrición de los

tubérculos.

Fuente: Autores

La segunda fase es el crecimiento vegetativo, se encuentra constituida por dos subfases. La

primera de ellas consiste en el inicio del desarrollo de las hojas, tallos y ramas que crecen hacia

la superficie del suelo, a la vez que el sistema radicular y los estolones se expanden por debajo del

mismo, según lo expresado (Corpoica, 2003). El inicio de la tuberización ocurre en la segunda

subfase. En este proceso según lo expresado por (Corpoica), se presenta la formación de los

tubérculos por medio del gancho del estolón. El contenido de humedad del suelo en esta fase es

esencial, este debe mantenerse entre el 80-90% de humedad aprovechable (Sierra, Santos, &

Kalazich, 2002), de tal modo, que realizar un riego para garantizar esa humedad es fundamental.

Al finalizar el crecimiento de los tallos principales empieza la floración, en donde se aprecia la

aparición de botones florales, (Corpoica, 2003) que da origen a los grupos de flores denominados

inflorescencia (de 60 a 90 días después de la siembra. (Martinez, 2009) expresa que al inicio de

floración es esencial realizar el aporque, donde se incorpora una capa de tierra para tapar los

estolones, generando así un desarrollo adecuado del proceso de tuberización, por ello, esta práctica

Page 46: Evaluación de huella hídrica en la producción de un

45

debe ejecutarse 70-80 días después de la siembra como señalan los autores (Pumisacho &

Sherwood, 2002).

En la fase final, se lleva a cabo el llenado de los tubérculos, donde ocurre un engrose y crecimiento

de los mismos por acción del suministro de nutrientes aportados por el suelo, y transportado a

través de las raíces y estolones (Egusquiza, 2000).

Finalmente, una vez se engrosan los tubérculos se presenta un amarilleamiento natural del área

foliar aérea, que indica que los tubérculos se encuentran en proceso de maduración, está siendo

la última etapa del proceso de crecimiento. De 10 a 15 días después se da inicio a la recolección

o cosecha. Sin embargo, el tiempo de recolección dependerá del área de extensión del cultivo y el

número de trabajadores que sean contratados para esta labor.

Imagen 3 A) Recolección de la cosecha B) Amarillamiento de la parte aérea de la planta.

A) B)

Fuente: Autores

Page 47: Evaluación de huella hídrica en la producción de un

46

11. Diagnóstico actual del consumo de agua en el cultivo

En esta fase de diagnóstico, se describirá el proceso de distribución de agua que le suministra al

cultivo de papa R12, el sistema de riego empleado en el proceso productivo y los productos

químicos aplicados en el mismo.

11.1 Distribución de agua desde el reservorio hasta la zona de cultivo

El sistema de distribución de agua inicia con una unidad de bombeo, la cual cuenta con un

motobomba IHN 100/400 que funciona gracias a un motor Perkis de 6 cilindros sin turbo, esta

motobomba succiona el agua de un reservorio alimentado por agua lluvia y de la quebrada cruz

verde, conduciéndola a través de una tubería principal de aluminio de 6 pulgadas de diámetro y

una longitud de 270 m; constituida por 30 tubos de 9 metros. Posteriormente, la tubería se reduce

a 4 pulgadas de diámetro que llega al cultivo, esta posee los orificios para la conexión de los

aspersores ubicados a lo largo del cultivo.

En la Imagen 4, se muestra la motobomba utilizada para la succión del agua y el reservorio donde

se realiza la captación.

Imagen 4 Motobomba IHN 100/400 y reservorio

Fuente: Autores

Page 48: Evaluación de huella hídrica en la producción de un

47

11.2 Sistema de riego por aspersión y consumo de agua en el cultivo

Durante el proceso productivo se realizaron dos riegos con una duración de 18 horas continuas

cada uno. El primero de ellos se realizó dos meses después de la siembra, es decir, al inicio de la

floración hablando en términos del proceso de crecimiento de la planta, y, el segundo corresponde

a 15 días posterior al primero.

Para satisfacer las necesidades mencionadas se emplea un sistema de riego por aspersión que

consta de 70 aspersores distribuidos y conectados a lo largo de la tubería de 4 pulgadas, por medio

de un elevador galvanizado de ¾ de diámetro. Los aspersores son de plástico, doble boquilla, #16

Naranja, que corresponde a la serie 50. Este tipo de aspersores manejan caudales que van en

función de la presión en la base del aspersor como se muestra en el catálogo de aspersores de

Senninger Irrigation Inc.

Teniendo en cuenta que no se tienen registros locales sobre el volumen de agua empleado en el

riego, se tomó como base para su cálculo, el caudal que maneja la bomba, aclarando que esta

trabaja con un intervalo de 800 gal/min (181.4 m3/h) a 1000 gal/min (226.8 m3/h). Para efectos de

cálculo se trabajó con 1000 gal/min, debido a que se quiere obtener un aproximado del mayor

volumen de agua que se está utilizando en el riego del cultivo en estudio. Con este valor de caudal

y el tiempo de riego se procedió a realizar un estimativo del volumen de consumo que se utilizó

para la producción total, Así:

Ecuación 1 Ecuación de caudal

𝑄𝑏 = 𝑉𝑟

𝑡𝑟

Donde:

Qb = Caudal de la bomba (m3 /h)

Vr =Volumen de riego (m3)

tr = Tiempo de riego (h)

Page 49: Evaluación de huella hídrica en la producción de un

48

Despejando la ecuación 2, obtenemos:

Ecuación 2 Volumen de riego

𝑉𝑟 = 𝑄𝑏 ∗ 𝑡𝑟

𝑉𝑟 =226.8 𝑚3

ℎ∗ 36ℎ

𝑉𝑟 = 8164.8 𝑚3

11.3. Productos químicos empleados en el proceso productivo

En la Tabla 12, se relacionan los productos químicos empleados en la producción y la función que

cumplen. Los cuales son necesarios para el desarrollo adecuado de la producción del cultivo y para

el cálculo de la huella hídrica gris.

Tabla 12. Productos químicos aplicados

Nombre Comercial del producto Función

10-20-20 Fertilizante

Curacrom Insecticida

Fossel Herbicida

Gramonxone Herbicida

Fuente: Autores

12. Cuantificación de la huella hídrica del cultivo de papa R12 de la finca Kalá mediante la

modelación en el programa Cropwat

12.1 Estimación de la huella hídrica

Para determinar el consumo de huella hídrica azul (irrigación), verde (precipitación) y Gris

(Contaminada) en la fase agrícola del área de estudio, se empleó el modelo CROPWAT,

desarrollado por la FAO (2012b) para calcular los requerimientos de agua del cultivo y en últimas

apoyar el diseño y optimización de los sistemas de irrigación. (Zarate & Kuiper, 2013)

Teniendo en cuenta el manual de evaluación de la huella hídrica desarrollado por (Hoekstra ,

Chapagain, Aldaya, & Mekonnen, 2010), la estimación la huella hídrica total del proceso del

cultivo de papa R12 (WFproc) es la suma de los componentes verde, azul y gris.

Page 50: Evaluación de huella hídrica en la producción de un

49

De acuerdo a lo anterior, la huella hídrica del proceso de cultivo, se calcula por medio de la

Ecuación 1.

12.2 Cuantificación huella hídrica azul

La huella hídrica azul (HH Proc, azul [m3/ton]), Ecuación 4, corresponde al cociente entre el agua

aprovechada por el cultivo proveniente de riego (CWUriego), y, Y el rendimiento del cultivo

(Ton/m). (Hoekstra , Chapagain, Aldaya, & Mekonnen, 2010)

La cantidad de agua que aprovecha el cultivo proveniente del riego, corresponde a la diferencia

entre los requerimientos hídricos y la precipitación efectiva. Siendo el valor de requerimiento de

riego del cultivo el que se divide por el rendimiento del mismo, entendiéndose este último como

la cantidad de producto final cosechado, dividido por el área en que fue producido. (Barros, 2012)

A continuación se expresa la ecuación y las variables que se tuvieron en cuenta para su cálculo.

Ecuación 3 Cálculo huella hídrica azul

HHProc,azul =CWUriego

Y

Dónde:

CWUriego = requerimientos de riego de los cultivos (m)

Y = Rendimineto del cultivo (Ton/m2)

Para determinar los requerimientos hídricos del cultivo se utilizó el programa CROPWAT 8.0 en

el cual a través de la estimación de la evapotranspiración potencial ligado a las características del

cultivo y del suelo, obteniendo así los requerimientos de riego del cultivo. (Ver anexo 1)

WFazul =0.114 m

3.475x10−3 Ton

m2

= 32.80 m3

Ton

Page 51: Evaluación de huella hídrica en la producción de un

50

12.3 Cuantificación huella hídrica verde

De acuerdo a lo mencionado anteriormente la huella hídrica verde corresponde al cociente entre el

agua utilizada por el cultivo proveniente de precipitación y el rendimiento del cultivo (Hoekstra ,

Chapagain, Aldaya, & Mekonnen, 2010). La cantidad de agua que es aprovechada por el cultivo

proveniente de precipitación es equivalente a la precipitación efectiva, por lo cual la huella hídrica

verde puede entenderse como la razón entre la precipitación efectiva del lugar donde se ubica el

cultivo de papa R12 con el rendimiento del mismo (Barros, 2012).

Ecuación 4 Cálculo huella hídrica verde

𝐻𝐻proc,verde = Ppef

y

Dónde:

HH proc, verde = Huella Hídrica Verde [m3/ton]

Ppef = Precipitación Efectiva en metros [m]

y = Rendimiento [ton/m2]

12.3.1 Precipitación efectiva

La precipitación efectiva se define como la cantidad de agua precipitada que no se pierde a través

de escorrentía superficial ni por percolación profunda, por lo que queda disponible para el

aprovechamiento de la planta (Fao, 2010).

Para el cálculo de este parámetro se configuró el programa CROPWAT 8.0 para que este utilizara

la fórmula del AGLW (Servicio de Recursos, Fomento y aprovechamiento de Aguas de la FAO)

la cual fue elaborada por un grupo de expertos del Servicio de Aguas de la FAO para climas

semiáridos y subhúmedos en la cual se considera la estimación de la precipitación efectiva como

un efecto combinado de la precipitación confiable (80% probabilidad de excedencia) con las

pérdidas por escorrentía superficial y percolación profunda (Fao, 2010).

El valor de precipitación efectiva determinado por el programa fue de 613.8 mm o 0.6138 m, (Ver

anexo 1).

Page 52: Evaluación de huella hídrica en la producción de un

51

𝐻𝐻proc,verde = 0.6138m

3.475𝑥10−3 𝑡𝑜𝑛

𝑚2

= 176.63 𝑚3

𝑡𝑜𝑛

12.4 Cuantificación huella hídrica gris

La estimación del componente gris de la huella hídrica depende de la tasa de aplicación de

productos químicos por hectárea, la fracción de lixiviación, el rendimiento del cultivo

concentración máxima permisible y concentración natural de los contaminantes en el cuerpo de

agua receptor. En ese orden de ideas, la huella hídrica gris se calcula a partir de la multiplicación

de la tasa de aplicación de los productos químicos por la fracción de lixiviación, dividido entre la

diferencia de concentraciones, es decir, concentración máxima menos la concentración natural de

la fuente receptora, todo lo anterior dividido entre el rendimiento del cultivo según se expresa en

la Ecuación 6.

Ecuación 5 Cálculo de la Huella Hídrica gris

HHproc,grey =(α ∗ AR)/(Cmax − Cnat)

γ

Donde:

α: Fracción de lixiviación de agua de riego aplicada.

AR: Cantidad de fertilizante aplicada al cultivo (kg/ha)

Cmax: Concentración máxima permisible de contaminante en la fuente receptora.

Cnat: Concentración natural del contaminante en la fuente receptora.

ϒ: Rendimiento del cultivo (Ton/ha).

Se asumió un 10% para la fracción de lixiviación según lo plantea Hoekstra and Chapagain (2008),

debido a que no se tenían datos específicos del porcentaje de lixiviación en el cultivo.

Por otro lado, el cálculo de la tasa de aplicación de productos químicos se realizó por cada uno

de los nutrientes principales que en su composición contiene el fertilizante 10-20-20, es decir

nitrógeno, fósforo y potasio. No se tuvo en cuenta otro tipo de productos químicos como

Page 53: Evaluación de huella hídrica en la producción de un

52

insecticidas, plaguicidas, herbicidas y fungicidas debido a que las concentraciones máximas se

expresan por medio de dosis letales de un organismo, es decir, la resistencia de un organismo a

cierta cantidad de producto, que para ello se tendría que realizar un estudio que certifique la

resistencia del organismo a la tasa de aplicación del producto. Por ejemplo, en Gramoxone es un

herbicida empleado en el cultivo cuyo componente activo es el Paraquat cuya dosis letal es

considerada alta según se afirma en el capítulo 10 Herbicidas Tabla 2, documento elaborado por

la FAO.

Los resultados de la tasa de aplicación de los nutrientes se sintetizan en la Tabla 13. Pero los

cálculos se encuentran en el anexo 3 Parte B.

Tabla 13.Tasa de aplicación de los elementos del fertilizante 10-20-20

Elemento Tasa de aplicación (Kg ha-1)

N 150

P 300

K 300

Fuente: Autores

En cuanto a las concentraciones máximas permisibles no se encontró valor de referencia para el

Fósforo ni el Potasio, Por lo tanto, solo se continuó desarrollando los cálculos con el nitrógeno.

Tomando el valor de referencia para este elemento del acuerdo 43 de la CAR de 2006, el cual

expresa la concentración en mg/l de NO3. Para efectos de cálculos se realizó la conversión de los

mg/l de NO3 a mg/l N. (ver anexo 3 parte C). De otro lado, al no tener información sobre los valores

de concentración de Nitrógeno de la quebrada cruz verde (fuente receptora) se optó por asumir el

valor de 0. Suponiendo que las concentraciones en el cuerpo hídrico natural son bajas, a partir de

lo expresado por (Hoekstra , Chapagain, Aldaya, & Mekonnen, 2010).

El rendimiento del cultivo para esa producción fue de 34.75 ton/ha.

Entonces,

HHproc,grey =(0.1 ∗ 150

𝐾𝑔

ℎ𝑎)/(2.26𝑥10−3 𝐾𝑔

𝑚3 − 0)

34.75𝑡𝑜𝑛

ℎ𝑎

Page 54: Evaluación de huella hídrica en la producción de un

53

HHproc,grey = 190.99𝑚3

𝑡𝑜𝑛

12.5 Huella hídrica total

Con los valores de los componentes de la huella hídrica (azul, verde, gris) calculados

anteriormente, se halló la huella hídrica total, así:

HUELLA AZUL (m3/ton) HUELLA VERDE (m3/ton) HUELLA GRIS (m3/ton)

32.80 176.63 190.99

𝐻𝐻𝑃𝑟𝑜𝑐,𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 = 𝐻𝐻𝑃𝑟𝑜𝑐,𝑎𝑧𝑢𝑙 + 𝐻𝐻𝑃𝑟𝑜𝑐,𝑣𝑒𝑟𝑑𝑒 + 𝐻𝐻𝑃𝑟𝑜𝑐,𝑔𝑟𝑖𝑠[𝑚3/𝑡𝑜𝑛]

𝐻𝐻𝑃𝑟𝑜𝑐,𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 = (32.80 + 176.63 + 190.99)[𝑚3/𝑡𝑜𝑛]

𝐻𝐻𝑃𝑟𝑜𝑐,𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 = 400.42[𝑚3/𝑡𝑜𝑛]

En síntesis, los resultados obtenidos de la huella hídrica total para la producción de papa R12 del

cultivo estudiado se presentan en el Gráfico 1, expresado los valores en porcentaje.

Grafico 1 % Huella hídrica total

Fuente: Autores

Page 55: Evaluación de huella hídrica en la producción de un

54

13. Análisis de resultados

En la producción de papa R12, el rendimiento del cultivo depende ampliamente de las condiciones

climatológicas en que se desarrolla el mismo, es por esto que la temperatura es un factor limitante

que incide notablemente en el desarrollo del cultivo de papa; valores de temperatura menores a -

2° C producen un fenómeno conocido como helada, en el que la parte aérea de la planta y los

tubérculos se queman, esto es ocasionado por las bajas temperaturas, inhibiendo de esta forma la

producción. No obstante, como se muestra en la Gráfico 2, se presentan valores bajos de

temperatura mínima durante el tiempo que comprende el periodo de estudio (julio– noviembre),

destacando que ninguno de ellos logró alcanzar temperaturas menores a 0°C, siendo el menor valor

presentado en el mes de agosto (0.8°C) y tampoco temperaturas mayores a 29°C, valor que según

generan disminución en el rendimiento. Se considera que las condiciones óptimas de temperatura

oscilan entre los 12 a 18° C, cuando se supera esta temperatura el crecimiento de la planta es más

lento, ocasionando que la duración del cultivo se prolongue.

Grafico 2 Valores de Temperatura máxima y mínima

Fuente: Autores

21,3 22,2 22,2 21,8 22,820,2 20,2 20,2 20,1 21 21,2 20,7

3,4 3,9 4,2 3,3 3,3

6,3 6,7

0,8

4,9 5,5 5,13,2

Valores de Temperatura °C

TemperaturaMaxima (°C) TemperaturaMinima (°C)

Page 56: Evaluación de huella hídrica en la producción de un

55

13.1 Huella hídrica azul

Este componente corresponde a la cantidad de agua que aprovecha el cultivo proveniente del riego,

en términos generales es la diferencia entre los requerimientos hídricos y la precipitación efectiva.

Siendo el valor de requerimiento de riego del cultivo el que se divide por el rendimiento del mismo.

El agua de riego aprovechada por el cultivo de papa R12 en la finca Kalá, proviene de la quebrada

cruz verde y está sujeta a diversos factores que permiten su evapotranspiración, como por ejemplo

la exposición directa de la planta a números prolongados de hora de sol, la velocidad del viento en

la zona, entre otros. Es por esto que se debe garantizar un adecuado riego teniendo en cuenta los

requerimientos hídricos del cultivo. Debido a que un cultivo con excelentes condiciones de riego,

presentará mejores condiciones agronómicas, viéndose reflejado en su producción.

Por otro lado en cuanto a el valor de huella hídrica azul para el cultivo de papa, calculado por el

Cropwat 8.0 fue de 32.80 m3/Ton, es decir que para la producción de 100 Ton de papa en el

cultivo que es la producción total, se necesita un requerimiento de riego de 3280 m3 de agua

proveniente de la quebrada. Sin embargo como se mencionó en el presente documento, en la parte

del consumo de agua del cultivo, el volumen de agua que se utilizó en el mismo durante el proceso

productivo de la papa fue de 8164.8 m3 en las 2.88 ha que abarca el área de estudio. De lo anterior

se puede deducir que se está realizando una mayor demanda de riego en comparación al requerido

en el cultivo, saliéndose del rango de requerimiento hídrico.

13.2 Huella hídrica verde

Como se mencionó anteriormente, la huella hídrica verde corresponde a la cantidad de agua que

es aprovechada por el cultivo proveniente de precipitación, es decir es el volumen de agua que

queda retenida en el suelo, disponible para las necesidades del cultivo de papa. Lo anterior se

conoce como precipitación efectiva. Para el cálculo de huella verde se tuvo en cuenta la

precipitación total de cada mes del año 2014, datos que fueron suministrados por la estación

climatológica “El Rosal”. Con base en los datos se obtuvo el valor de la precipitación efectiva, el

cual fue hallada por el programa Cropwat 8.0 como se muestra en el anexo 1. La relación entre la

precipitación y precipitación efectiva se muestra a continuación en la Tabla 14 y su representación

gráfica se expresa en el Gráfico 3.

Page 57: Evaluación de huella hídrica en la producción de un

56

Tabla 14. Registros de precipitación y precipitación efectiva 2014

Mes Precipitación (mm) Precipitación efectiva (mm)

Enero 45.4 36.3

Febrero 45 62.1

Marzo 45.4 36.3

Abril 45.4 36.3

Mayo 61.6 49.3

Junio 32.4 25.9

Julio 44 35.2

Agosto 36.2 29

Septiembre 37.2 29.8

Octubre 223.4 178.7

Noviembre 83 66.4

Diciembre 35.6 28.5

Fuente: Autores

Gráfico 3 Registros de precipitación y precipitación efectiva

Fuente: Autores

Page 58: Evaluación de huella hídrica en la producción de un

57

Como se puede observar en el Gráfico 3, en la zona de estudio se presentaron valores máximos de

precipitación en los meses de Octubre-Noviembre en comparación con los demás meses que

contempla nuestro estudio, de lo anterior se puede deducir que en estos dos meses, son periodos

oportunos para realizar el proceso de siembra en el cultivo, debido a que va a garantizar un riego

constante para el cultivo, satisfaciendo gran parte de sus necesidades hídricas.

Por otro lado se puede identificar que el cultivo de papa R12 aprovecha la mayor cantidad de agua

proveniente de la precipitación, representada en un 80% de aprovechamiento, debido a que en

promedio la precipitación en la zona en estudio es de 734.6 mm, siendo este el valor del 100 % y

la cantidad de agua consumida por el cultivo es de 587.7 mm.

Se observa que el cultivo de papa R12 demanda menor cantidad de agua azul que agua verde,

además tiene un requerimiento hídrico que según la FAO es de 350 a 600 mm de agua durante el

periodo de crecimiento y que puede fácilmente ser suplido por las condiciones de precipitación de

la zona.

En cuanto al consumo de agua en m3 para este componente de huella verde, se obtuvo un valor de

169.12 m3/Ton, es decir que para la producción total de nuestro cultivo que es de 100 Ton se

necesitan aproximadamente 16912 m3 de agua. Aunque este consumo de agua es alto, debe

tenerse en cuenta que el cultivo aprovecha el 80% del agua proveniente de las precipitaciones, lo

cual implica una disminución en el impacto del consumo hídrico proveniente de fuentes de

abastecimiento superficiales.

13.3 Huella hídrica gris

De acuerdo a lo representado en el Gráfico 1, el componente gris obtuvo un valor del 44% de

huella hídrica total que corresponde a 190.99 (m3/ton), siendo este el componente con el más alto

valor en contraste con el componente azul y verde. Una de las razones que sostienen este resultado

es el alto requerimiento de nutrientes que tiene este cultivo por hectárea para alcanzar altos

rendimientos, esto a su vez considerando que la extracción de N por la planta es de 4-6 Kg N por

tonelada de tubérculos. Es decir, haciendo un estimativo para el presente cultivo se extrajo entre

400 a 600 Kg de Nitrógeno, conociendo que la cantidad total de producción fue de 100 Ton.

Page 59: Evaluación de huella hídrica en la producción de un

58

En otras palabras, de acuerdo al rendimiento por hectárea (34.75 Ton) se extraen 139 Kg de N,

una cifra significativa si se compara con el valor que actualmente se aplica en el cultivo; 150 Kg

de este elemento según se expresa en la Tabla 10. Aunque, no se tiene certeza de un valor de

pérdidas por lavado o percolación de este nutriente debería considerarse, pues este incide en el

desarrollo de la planta y por ende en la dosificación optima de fertilizante.

Finalmente, el valor del componente gris indica que se requiere 190.99 m3 por tonelada de

producción, en este caso se requeriría un volumen de 19099 m3 para asimilar la concentración

producida por la tasa de aplicación de este elemento en toda la producción de papa R12.

Al contrastar los resultados obtenidos de la Huella Hídrica por componente del cultivo de papa

R12 del Rosal con el estudio realizado en Argentina, denominado “Analysis of water footprint of

potato production in the pampean region of Argentina”, se evidencia que los datos obtenidos en

ambos estudios son muy similares, es decir, el mayor valor obtenido fue el componente gris y el

menor el componente azul. Como se puede apreciar en el Gráfico 4.

Gráfico 4 Contraste HH en la producción de papa en Argentina vs HH en el Rosal

Fuente: Autores

En ese orden de ideas, el componente gris en los dos estudios representa el mayor impacto sobre

la Huella hídrica total, señalando que es necesario un volumen significativo de agua para poder

asimilar la carga contaminante que aportan los fertilizantes. Retomando lo mencionado cuando se

C. azul8%

C. verde44%

C. gris48%

% de los componentes de Huella Hídrica en El

Rosal

C. azul

C. verde

C. gris

24%

32%

44%

%Huella hídrica en la produccion de papa en

Argentina

C. azul

C. verde

C. gris

Page 60: Evaluación de huella hídrica en la producción de un

59

realizó el análisis del componente gris, los requerimientos nutricionales para el cultivo de papa son

altos y exigentes. Por lo tanto, sería conveniente realizar estudios de caracterización del suelo de

carácter químico, para de este modo aplicar los nutrientes necesarios sin caer en un exceso de los

mismos, debido a que las características del suelo pueden variar con el tiempo en consecuencia del

trabajo de la tierra. De allí, se lograría una disminución de los costos por compra de fertilizantes,

en caso tal que se esté aplicado más de lo requerido por el cultivo y posiblemente sería menor el

valor del agua empleada para diluir los contaminantes.

14. Formulación de alternativas

El consumo de agua empleada para riego se puede optimizar al implementar un calendario de

riego, debido a que en este se planificaría el tiempo en el que se debe regar el cultivo. De acuerdo

con los requerimientos hídricos que tienen las plantas de papa a lo largo de su proceso de desarrollo

y los indicadores más convenientes para la programación del calendario, es decir indicadores

directos o indirectos; dentro de los directos se encuentran la humedad relativa, temperatura

humedad del suelo, temperatura y apariencia de la hoja. Sin embargo, se requiere de estudio de las

variables y actualización de la información para que el calendario satisfaga eficientemente los

requerimientos hídricos del cultivo dependiendo de la interacción con las otras variables como la

evapotranspiración.

Otra estrategia que permitiría aprovechar de una mejor manera el agua que está siendo empleada

para el riego es gestionar revisiones periódicas para establecer el estado del sistema de riego, es

decir tuberías, bomba, motor y empalmes .Esto, a causa de que se han presentado fugas de agua

por el desgaste de los empaques que se utilizan para empalmar las tuberías, generando esta forma

pérdidas de agua. Agregado a esto, se propone implementar control de las presiones en la tubería,

para ello es necesario incluir manómetros en ciertos puntos, con el fin de establecer que las

presiones sean las adecuadas para que la presión del agua cuando llegue a los aspersores sea la

apropiada, y así se aproveche al máximo el trabajo de succión de la bomba y el diámetro de alcance

de distribución que tienen los aspersores.

Finalmente, Se propone cambiar el sistema de riego por aspersión que actualmente se utiliza en la

hacienda Kalá por un sistema de riego por goteo, el cual aunque no es tan utilizado en la

Page 61: Evaluación de huella hídrica en la producción de un

60

producción de papa si se ha implementado en otros cultivos debido a la serie de ventajas que tiene

su empleo; Una de ellas es que el agua llega directamente al sistema radicular de la planta,

ayudando así al crecimiento adecuado de la misma y evitando el desperdicio de agua. Otra ventaja

es que las mangueras están internamente recubiertas con materiales especiales que permiten que

exista una distribución uniforme del agua, evitando de esta forma que los puntos de riego más

lejanos a la bomba se conviertan en puntos críticos donde el agua no llega con el mismo impulso

que aquellos que están más cercanos al sistema de bombeo.

No obstante, se debe destacar que este sistema requiere mayor cuidado para este tipo de cultivo

debido a que cada vez que se realice la práctica de aporque las mangueras deben ser retiradas, lo

cual sino se realiza adecuadamente generara daños en las mismas. Sumado a esto, se debe revisar

los equipos con el fin de establecer si se encuentran operando apropiadamente.

Descripción del sistema y funcionamiento

La propuesta contempla un sistema de riego sectorizado, en donde el área del terreno es dividida

en tres sectores, los cuales para el riego son alternados, es decir, la bomba envía el suministro a la

tubería principal y esta la destina para el primer sector; una vez finalizado el tiempo de riego

programado para ese sector continua con el siguiente y así sucesivamente. En la Ilustración 4, se

muestra un bosquejo del riego por goteo que se plantea para la hacienda Kalá.

Ilustración 4. Sistema de Riego por goteo sectorizado

CONVENCIONES

1 Lago

2 Bomba

3 Sistema de filtración

4 Tuberia de PVC 2"

5 Manguera 16 mm

Casa

3 2

1

Page 62: Evaluación de huella hídrica en la producción de un

61

15. Conclusiones

Se encontró que se está suministrando más agua de la que requiere el cultivo, debido a que

el volumen de agua aplicado en forma de riego tiene un valor de 8164.8 m3, y al

compararlo con el dato obtenido de requerimiento de riego cuyo valor es de 3280 m3 se

presenta una diferencia de 4884.8 m3, siendo esta una cifra significativa, de agua que no

está siendo aprovechada.

Para el cultivo objeto del presente estudio, se calculó la huella hídrica por componente

obteniendo un valor de 32.80 m3/ton para el azul, 176.63 m3/ton para el verde y 190.99

m3/ton para el gris, siendo entonces el valor de la huella hídrica total de 400.42 m3/ton.

Resultado del proceso de desarrollo del proyecto, se formuló 3 alternativas para mejorar el

uso que actualmente se le está dando al agua empleada para el riego en el cultivo. Estas

están encaminadas hacia la gestión del recurso hídrico, por lo cual se propuso implementar

revisiones de los equipos utilizados para el riego como la motobomba, tuberías y aspersores

entre otros. Con el fin de tener un mayor control sobre el funcionamiento del sistema de

riego.

El resultado de la huella hídrica gris sería más real si se tomaran en cuenta todos los valores

de la composición de los diferentes productos aplicados en cultivo, sin embargo uno de los

limitantes que se encontró fue la falta de valores de referencia de concentración máxima

en la normatividad colombiana, lo cual puede estar originando error en los resultados

asumidos. Esto teniendo en cuenta que la cantidad de fosforo y potasio aplicada es mayor

que la de Nitrógeno y sabiendo que en el presente estudio solo fue posible calcular el

componente gris con este último elemento.

Los estudios de caracterización química del suelo son importantes para establecer una dosis

adecuada de fertilizantes y otros productos químicos empleados para garantizar una

producción exitosa.

Page 63: Evaluación de huella hídrica en la producción de un

62

16. Recomendaciones

Se sugiere realizar estudios de suelo para determinar la dosis adecuada que se debe

aplicar de productos químicos. Primero con el fin de suministrar al cultivo lo que

este requiere según sus necesidades, ahorrar dinero y disminuir el volumen de agua

que se necesita para asimilar la concentración del contaminante.

En cuanto al cultivo, se sugiere mejorar la forma de almacenaje de los productos

químicos y elementos utilizados para la fumigación u otras prácticas agronómicas.

Debido a que como se muestra en el anexo 5 registro fotográfico se encuentra sin

normas de seguridad y a la intemperie.

Se recomienda implementar el sistema de riego por goteo debido a que es una

alternativa en la cual se obtiene un mejor aprovechamiento del agua debido a que

disminuyen los problemas que tiene el sistema de riego con el cual realizan esta

práctica y permite que la planta de papa tenga un suministro adecuado de agua,

evitando de esta forma la proliferación de enfermedades y pudrición del tubérculo.

Page 64: Evaluación de huella hídrica en la producción de un

63

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Page 67: Evaluación de huella hídrica en la producción de un

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Anexo 1: memoria de cálculo huella hídrica azul y verde

Page 68: Evaluación de huella hídrica en la producción de un

67

Page 69: Evaluación de huella hídrica en la producción de un

68

Anexo 2: caracterización textural del suelo

Siendo esencial determinar el tipo de suelo en el cual se está cultivando, con el objeto de

establecer si es adecuado según los requerimientos que exige un cultivo de este clase, Se hizo una

caracterización del suelo de carácter textural y visual. Por ello, se tomó muestras del terreno,

formando un zigzag a lo largo del mismo. Se descapotó cada uno de los puntos seleccionados y

se procedió a extraer la tierra de una profundidad mayor a 20 cm, como se muestra en la Imagen

5.

Imagen 5 Procedimiento de muestreo de suelo

gf

Fuente: Autores

Cada muestra fue guardada en bolsa ziploc, como se muestra en la imagen y una vez recolectadas

todas las muestras, se realizó la mezcla de estas en un balde, a fin de obtener una muestra

significativa.

Imagen 6. Recolección de muestra

ghydghsgd

Fuente: Autores

Page 70: Evaluación de huella hídrica en la producción de un

69

Con la muestra significativa, se realizó una serie de análisis rápidos de la guía de la FAO y que

se describen a continuación.

1. Lanzamiento de la bola: Esta prueba consiste en formar una bola de 3cm, humedeciendo

un poco la tierra, y luego lanzarla a unos 50 cm de forma vertical. Si al caer la bola a la

mano esta pierde su consistencia, indica que tiene predominancia de arena y si por el

contrario mantiene su consistencia significa que su contenido mayoritario es arcilla.

Por lo cual, al realizar esta primera prueba la bola conservo su cohesión pero no en su

totalidad, como se aprecia en la Imagen 7; señalando que su contenido no es únicamente

arena, pero tampoco es totalmente arcilla.

Imagen 7 Resultado de la cohesión de Bola

Fuente: Autores

2. Compresión de la bola: Consiste en formar una bola, humedeciendo un poco la tierra sin

que este se pegue a la mano (Fao, s.f.). Luego, se toma la bola y se le ejerce una fuerza de

compresión, oprimiéndola dentro de la mano. Si esta se desmorona tiene alto contenido de

arena, pero si por el contrario toma la forma de la mano es predominante el contenido de

arcilla.

Según lo observado la bola adquirió la forma de la mano, sin embargo se continuo

realizando las pruebas para tener más certeza del resultado de la clase textural que se tiene

en el cultivo. Por ende, se continuó con la prueba 3.

3. Desmenuzamiento en seco: En esta prueba se toma una muestra en seco y se desmenuza

entre los dedos. Como aparece en la Imagen parte B.

Page 71: Evaluación de huella hídrica en la producción de un

70

Imagen 8 Desmenuzamiento dela muestra

Fuente: FAO Modificado por Autores

En la Tabla que aparece a continuación se muestra la clasificación textural según la resistencia que

presente la muestra al realizar la prueba. Aclarando, que las características resistencia vs

clasificación textural que aparecen en la Tabla 15 son descritas en la guía de la (Fao, s.f.)

Tabla 15. Resistencia de la muestra vs clasificación textural

Resistencia que ofrece la

muestra

Clasificación textural

Poca resistencia Arena fina o arenoso Franco

Resistencia media Arcilloso limoso o arcilloso

arenoso

Alta resistencia Arcilla

Fuente: Autores

A partir de la Tabla 15 y los resultados obtenidos la muestra presenta poca resistencia al

desmenuzamiento pulverizándose fácilmente, por lo tanto, su clasificación textural es arena fina

o arenoso franco.

4. Prueba de manipulación: En ella se sigue el siguiente orden:

a) Se toma una muestra en la mano y se humedece sin que esta se adhiera a la mano

b) Se forma una bola de 3cm de diámetro.

c) se deja caer la bola.

d) Si esta pierde su consistencia al desmoronarse es ARENA

e) si no continuar con el siguiente paso

f) Amasar la bola formando un cilindro de una longitud de 6 a 7cm

g) Si no se logra esta forma cilíndrica o no mantiene su cohesión es ARENOSO

FRANCO

Page 72: Evaluación de huella hídrica en la producción de un

71

h) Si mantiene la cohesión proseguir con el ítem i

i) amasar la bola hasta formar un cilindro de 15 a 16 cm de longitud. Si no mantiene la

forma es FRANCO ARENOSO. En caso contrario continuar con el ítem j

j) doblar el cilindro formando un semicírculo. Si no se puede formar esta figura es

FRANCO.

Page 73: Evaluación de huella hídrica en la producción de un

72

Anexo 3: memoria de cálculo huella gris

PARTE A

COMPOSICIÓN FERTILIZANTE 10-20-20 Nitrógeno(N) 10% Fósforo(P) 20% Potasio(K) 20%

PARTE B. Cálculo tasa de aplicación Nitrógeno

𝑇𝑛 = 𝐶𝑛 ∗ 𝐶𝑓

Donde:

Tn= Tasa de aplicación de Nitrógeno (Kg/ha)

Cn= Concentración de Nitrógeno en el fertilizante (%)

Cf= Cantidad de fertilizante aplicado (Kg/ha)

𝑇𝑛 = 0,10 ∗ 1500𝐾𝑔

ℎ𝑎

𝑇𝑛 = 150𝐾𝑔

ℎ𝑎𝑁

Cálculo tasa de aplicación Fósforo

𝑇𝑝 = 𝐶𝑝 ∗ 𝐶𝑓

Donde:

Tn= Tasa de aplicación de Fósforo (Kg/ha)

Cn= Concentración de Fósforo en el fertilizante (%)

Cf= Cantidad de fertilizante aplicado (Kg/ha)

𝑇𝑝 = 0,20 ∗ 1500𝐾𝑔

ℎ𝑎

Page 74: Evaluación de huella hídrica en la producción de un

73

𝑇𝑛 = 300𝐾𝑔

ℎ𝑎𝑃

Cálculo tasa de aplicación Potasio

𝑇𝐾 = 𝐶𝐾 ∗ 𝐶𝑓

Donde:

TK= Tasa de aplicación de Potasio (Kg/ha)

CK= Concentración de Potasio en el fertilizante (%)

Cf = Cantidad de fertilizante aplicado (Kg/ha)

𝑇𝑝 = 0,20 ∗ 1500𝐾𝑔

ℎ𝑎

𝑇𝑛 = 300𝐾𝑔

ℎ𝑎𝐾

PARTE C. Concentración máxima permisible

1 kgmol NO3 1 kgmol N 1 kgmol O3

Masa Molecular 62 78 48

% de composición 100 22.58 77.42

𝐶𝑜𝑛𝑐𝑒𝑛𝑡𝑟𝑎𝑐𝑖ó𝑛 𝑑𝑒 𝑁 = 10 𝑚𝑔 𝐿 ∗ 0.2258 ⁄

𝐶𝑜𝑛𝑐𝑒𝑛𝑡𝑟𝑎𝑐𝑖ó𝑛 𝑑𝑒 𝑁 = 2.25 𝑚𝑔 𝐿⁄

Una vez obtenida la concentración de N en mg/L se convierte en Kg/m3, Así:

2.25 𝑚𝑔 𝑁

𝐿𝑥

1𝑔

1000𝑚𝑔 𝑥

1𝐾𝑔

1000𝑔 𝑥

1000 𝐿

1𝑚3= 2.25𝑥10−3

𝐾𝑔

𝑚3

Page 75: Evaluación de huella hídrica en la producción de un

74

Anexo 5 registro fotográfico

Almacenaje de implementos para fumigación y prácticas agronómicas

Fuente: Autores

Etapa de madurez del cultivo

Fuente: Autores

Page 76: Evaluación de huella hídrica en la producción de un

75

Selección, recolección y cosecha

Fuente: Autores